冷温度和低氧环境下塑料闪烁体瓦片的光输出降低
摘要：使用硅光电倍增管的出现使得可以开发出使用塑料闪烁体作为活性介质的高分段量能器，其中光探测器嵌入在量能器中，嵌入在塑料的凹陷处。为了降低光探测器的暗电流和辐射损伤，瑞士联邦技术学院（ETH Zurich）提出的高颜色度升级探测器设计温度为-30°C。基于防火考虑，正在考虑低氧环境。然而，需要考虑在这种工作环境中的辐射损伤对塑料闪烁体的影响。本文介绍了通过硅光电倍增管读出的小塑料闪烁体瓦片在辐照期间光输出的相对减少的测量结果。使用$^{60}$Co源进行辐照，同时光量和电离辐射源照射剂量率分别为0.3、1.3和1.6 Gy/hr，环境温度为-30、-15、-5 和0°C，并且周围气氛中的氧气浓度采用了几种不同的设置。还研究了用于包裹瓦片的材料的影响。在较低温度的辐照期间观察到了明显的暂时损坏，在样品升温时退火。不论氧气浓度和包裹材料如何，相对光损失最大的是具有3M$^{ iny extrm{TM}}$增强镜面反射薄膜包裹的瓦片，没有包裹的光损失最小，但由于包裹导致的高光输出量，最终光输出最大。在较高温度下，光损失较小。使用3%的氧气的损伤与标准环境相似。0°C数据显示了自由基密度的平台。
作者：B. Kronheim, A. Belloni, T.K. Edberg, S.C. Eno, C. Howe, C. Palmer, C. Papageorgakis, M. Paranjpe, S. Sriram
论文ID：2308.01837
分类：Instrumentation and Detectors
分类简称：physics.ins-det
提交时间：2023-08-04