CsIシンチレータとMAPMTヘッドアンプユニットを用いた

CsIシンチレータとMAPMT
ヘッドアンプユニットを用いた
動作実験
P6 豊田・安井
目次
1. 目的
2. 装置
3. 方針など
4.結果
5.まとめ
1.目的
マルチアノード光電子増倍管MAPMTを読み
出す回路であるヘッドアンプユニットを直接と
りつけデータを取得して処理する
2.装置
CsI（Tl）シンチレーター
50 x 50 x 2 (mm)
減衰時間１μsec
 シンチレータと光電子増倍管は暗幕で覆った
MAPMT
浜松フォトニクスH9500
16ch x 16ch = 256ch
52×52×３９ (ｍｍ)
1ch = 3.04 x 3.04 (mm)
Gain 1.05 x 100万
50mm
50mm
ヘッドアンプユニット
ADC12bit 4096ch
役割：Preamp + Shaper + トリガー + ADC
 1event 512byte
MAPMT
(2Byte x 256ch)
ヘッドアンプユニット
MAPMTの各64ch分ずつ
まとめてアノード出力を受
け取る
仕組み
 光電子増倍管はシンチレータからの蛍光によって光
電子が発生→増幅して集める
 MAPMTは256chに対してそれぞれアノード・増幅
部が対応し多数の信号の読み出しが可能
CsIシンチ
VMEへ
PMT
ヘッドアンプ
ユニット
ADCデータ
X線γ線
シンチレーション光
自作プリアンプで見る
 ヘッドアンプユニットなしで256chMAPMTからのひとつのch
の生の信号を確認した
線源
CsI
300mv
200μsec
 64chバージョンの８００６８型ＭＡＰＭＴをサンプルプ
ログラムを動かしてプログラムをチェックした
→256chバージョンに使用
 ヘッドアンプユニット＋ＭＡＰＭＴＨ８５００
High Voltage
検出器
80068MAPMT
ＶＭＥ80057
電源＋ファン
PC
セットアップ
1
イベントが来たときの
ヘッドアンプユニットから
のトリガーを送る
ヘッドアンプユニット
から来たトリガーを返
す
High Voltage
-900V
(CsI+PMT+ヘッドアンプユ
ニット)
検出器 CsI+
80058MAPMT+
ヘッドアンプユニット
2
2
電源±3v
1
ＶＭＥ80057A
PC
(VME80057A)
データまでの流れ
プログラム開始
繰
り
返
し
て
平
均
cpu trigger
ペデスタルデータ取得
ペデスタルデータ計算
→メモリに書き込み
CPU trigger・・・イベントがない状態で検出
器のペデスタルデータを取得するために意図
的にかけるトリガー
なにもないときの出力値
イベント発生normal-trigger
データ収集
Normal trigger・・・イベントが来たらトリガーを
かけてデータを取りはじめる
3. 方針など
実際にデータを見る
実際に検出器からのデータを見てみて
データの処理を決めた
以下ペデスタルを補正したデータを使う
Na22 ch1のみのヒストグラム
600
↓ch1
カ
ウ
ン
ト
数
500[ch]
波高値(ch)
標準偏差~23.5±1
各chごとに区切って見た場合それぞれピークの位置が異った
16ch分足した場合
800
16ch
標準偏差~99.4±1.4
4500
16chごとに区切って見た場合もそれぞれピークの位置が異なった
２５６ｃｈ x 30000 event の波高値
全chの波高値を全て書いた場合のグラフ
カ
ウ
ン
ト
数
波高値(ch)
カウント数(縦軸)を対数表示
波高値が200程度以下に集中していて各chを見てもピーク
が見えないと判断
今回のデータの処理
1イベントあたり各chの和を取って処理
3万イベント取る
Na２２
511keV
450
450
カ
ウ
ン
ト
数
Noise?
波高値(ch)
45000
10000
20000
ガウシアンでフィッティングしたもの
標準偏差ch
1135
ピークch
15074(511keV)
Co57
122keV
200
180
カ
ウ
ン
ト
数
14.4keV
Noise?
拡
大
波高値(ch)
標準偏差ch
563
20000
ガウシアンでフィッティングしたもの
ピークch
6212(122keV)
10000
キャリブレーション
18000
波
高
値
Na22
(511keV)
Co57
(122keV)
Ba133
(356keV)
600
エネルギー[keV]
ch=22E(kev)+3396±300
分解能
122keV
(Co57)
356keV
(Ba133)
511keV
(Na22)
分解能％
誤差
45％
±2 ％
35％
±1 ％
22 ％
±0 .3 ％
FWHMで評価した
ここまでのまとめ
各chごとで評価せず全ｃｈ足し上げることで
評価した
Ba133 ， Co57にピーク位置細かなピークが
あるので分解能に影響した
結論として Na22 で分解能 22%
 課題 ~3000ch程度のピークの説明
足しているためのノイズ? back groundにも
おわり
back groundについて
ＶＭＥバスとＰＣの確認
80057A型のボードをつなぐ前にRPV-130でVMEバス
とPCが通信できているかチェックした
VMEバス入力信号→RPV１３０ボード信号出力
例・・・RPV130からch1のアドレス0xff01がかえってくる
→うまく確認できた

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