Пожалуйста, используйте этот идентификатор, чтобы цитировать или ссылаться на этот документ:
https://elib.bsu.by/handle/123456789/274401
Заглавие документа: | PWO based electromagnetic calorimetry to operate at a low temperature |
Другое заглавие: | Электромагнитная калориметрия на основе PWO для работы при низких температурах / П. О. Орсич, К.-Т. Бринкманн, В. И. Дорменев, М. В. Коржик, В. А. Мечинский, Д. Ю. Козлов, Х.-Г. Цауник |
Авторы: | Orsich, P. O. Brinkmann, K.-T. Dormenev, V. I. Kоrzhik, M. V. Mechinsky, V. A. Kozlov, D. Yu. Zaunick, H.-G. |
Тема: | ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Физика |
Дата публикации: | 2021 |
Издатель: | Минск : БГУ |
Библиографическое описание источника: | Журнал Белорусского государственного университета. Физика = Journal of the Belarusian State University. Physics. - 2021. - № 3. - С. 67-73 |
Аннотация: | The degradation of the optical transmittance under ionising radiation of the scintillation crystal in the scintillation spectral range leads to the losses of the light output, which results in the deterioration of the energy resolution and limits the operation time of the calorimeter made of the scintillator. This effect is especially prominent for calorimeters operating at a low temperature. The use of a lead tungstate scintillation crystal PbWO4 in calorimetry at a low temperature in the range from –20 to – 45 °C provides a threefold increase in its scintillation yield, which causes a significant improvement in the energy resolution in the range up to 10 MeV. Keep on this feature is critically important for hadron spectroscopy. However, as the temperature of the PbWO4 crystal is lowered, the rate of spontaneous relaxation of colour centers created under ionising radiation significantly slows down, which shifts the dynamic level of the induced absorption towards a higher value under long-term irradiation of high-energy physics experiments. A comparison is made of the spontaneous relaxation of induced absorption in the spectral region of scintillations with stimulated relaxation upon irradiation of samples by infrared photons of different wavelengths. It is shown that the relaxation of colour centers can be accelerated up to one thousand times. Thus, recovery stimulation allows fast and efficient in situ recovery of the crystal optical transmittance either at beam-off periods or online at data acquisition. The application can substantially improve or extend the running period of the PWO based calorimeters at low temperatures by keeping the radiation damage at a tolerable level. |
Аннотация (на другом языке): | Ухудшение оптического пропускания сцинтилляционного кристалла под действием ионизирующего излучения в сцинтилляционном спектральном диапазоне приводит к потерям светового потока, вследствие чего энергетическое разрешение снижается и время работы калориметра на основе сцинтилляторов ограничивается. Этот эффект особенно заметен для калориметров, работающих при низких температурах. Использование сцинтилляционного кристалла вольфрамата свинца (PbWO4 ) в калориметрии при низких температурах (от –20 до – 45 °C) обеспечивает трехкратное увеличение сцинтилляционного выхода, что приводит к значительному улучшению энергетического разрешения (до 10 МэВ). Сохранение этой особенности критически важно для адронной спектроскопии. Однако при понижении температуры кристалла PbWO4 скорость спонтанной релаксации центров окраски, созданных под действием ионизирующего излучения, значительно замедляется, что смещает динамический уровень наведенного поглощения в сторону более высокого значения при длительном облучении в экспериментах физики высоких энергий. Проведено сравнение спонтанной релаксации наведенного поглощения в спектральной области сцинтилляций со стимулированным восстановлением при облучении образцов инфракрасными фотонами разных длин волн. Показано, что релаксация центров окраски может быть ускорена до тысячи раз. Таким образом, стимулированное восстановление позволяет быстро и эффективно возобновить оптическое пропускание кристаллов либо между периодами работы ускорителя, либо при сборе данных в онлайн-режиме, при этом извлекать кристаллы из экспериментальной установки не требуется. Применение стимулированного восстановления может существенно улучшить работу калориметров на основе PbWO4 или продлить срок их службы при низких температурах с сохранением радиационного повреждения оптического пропускания кристаллов на приемлемом уровне. |
URI документа: | https://elib.bsu.by/handle/123456789/274401 |
ISSN: | 2520-2243 |
DOI документа: | 10.33581/2520-2243-2021-3-67-73 |
Лицензия: | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Располагается в коллекциях: | 2021, №3 |
Все документы в Электронной библиотеке защищены авторским правом, все права сохранены.