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
目次 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 あああ
CsI（Tl）シンチレーター MAPMT 2.装置 50 x 50 x 2 (mm) 減衰時間 １μsec 浜松フォトニクスH9500 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
ヘッドアンプユニット ADC12bit 4096ch 役割：Preamp + Shaper + トリガー + ADC 1event 512byte (2Byte x 256ch) MAPMT 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 CsI 線源 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 ＋ ＭＡＰＭＴ Ｈ８５００ High Voltage 検出器 80068MAPMT 電源＋ファン トリガーIN トリガーOUT LANケーブル トリガーIN ＶＭＥ80057 PC トリガーOUT
セットアップ 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 2 1 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 電源±3v トリガーIN トリガーOUT 2 LANケーブル 1 トリガーIN ＶＭＥ80057A PC トリガーOUT (VME80057A)
イベント発生normal-trigger データまでの流れ プログラム開始 cpu trigger 繰り返して平均 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 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 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
16ch分足した場合 800 16ch 4500 標準偏差~99.4±1.4 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 標準偏差ch ピークch 1135 15074(511keV) 511keV 450 450 カウント数 45000 10000 20000 Noise? 波高値(ch) ガウシアンでフィッティングしたもの 標準偏差ch ピークch 1135 15074(511keV)
Co57 標準偏差ch ピークch 563 6212(122keV) 122keV 200 180 カウント数 14.4keV 拡大 Noise? 20000 10000 波高値(ch) ガウシアンでフィッティングしたもの 標準偏差ch ピークch 563 6212(122keV)
キャリブレーション 18000 Na22 (511keV) 波高値 Co57 (122keV) Ba133 (356keV) 600 ch=22E(kev)+3396±300
分解能 分解能％ 45％ 35％ 22 ％ 誤差 ±2 ％ ±1 ％ ±0 .3 ％ 122keV (Co57) 356keV (Ba133) 35％ ±1 ％ 511keV (Na22) 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 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