Scintillateur: mise en oeuvre

[Lyfa-sama]

Bonjour,

J'ai choisi un titre un peu générique parce que j'ai deux questions sur ce sujet

En effet, je suis en train de concevoir un scintillateur à cristal de LYSO pour en faire un détecteur de rayons gamma d'une bonne sensibilité.
Mes questions ne sont pas directement électronique, puisque le schéma reste relativement simple, ce qui me pose "problème" c'est que je ne suis pas sûr de la position des cristaux à placer devant la cathode du tube photomultiplicateur (PMT).

En effet, ces cristaux ont une dimension de 22x4x4mm chacun.

Ma première question donc: quelle est la meilleure disposition à adopter pour maximiser la capture des photons par mon PMT (parallèle ou perpendiculairement à la photo-cathode)?

Deuxième question qui concerne probablement un peu plus l'électronique: j'ai vu d'après mes recherches qu'il était très souvent - fortement - conseillé de blinder le PMT avec des feuilles de "Mu-metal" un mélange de fer-nickel pour bloquer les perturbations (électro?)magnétique de l'extérieur.
Comment mettre en place ce genre de système (doit être relié à la masse?), puis-je utiliser un autre métal (genre cuivre)?


Vous remerciant par avance de vos réponses

Lyfa-sama.
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[jiherve]

Bonjour
Pour le scintillateur aucune idée mais pour le blindage il faut du µmétal car un PM est très sensible aux champs magnétiques (continus par exemple terrestre ou alternatifs par exemple issus du réseau électrique) il faut le connecter à la masse pour se prémunir des champs EM. Attention à la manipulation de ces blindages ceux ci ne supportent pas les contraintes mécaniques, chocs, usinage,torsion etc etc,il faut les faire fabriquer aux bonnes dimensions et se contenter de les fixer.
JR

[Lyfa-sama]

Merci pour ta réponse!

Du coup est-ce que seul cet alliage doit être utilisé ou d'autres alternatives comme le cuivre peuvent convenir?
J'imagine que l'aluminium n'aurait pas d'intérêt dans ce cas (amagnétique)?

Pour ma première question, j'ai trouvé un document intéressant en pièce jointe (pas réussi à uploader tout le PDF, donc seulement les 2 pages concernées).

[Antoane]

Bonjour,

Peux-tu citer la source du PDF en PJ ?

Le cuivre comme l'alu sont paramagnétique (µr~1) (le cuivre est cependant légèrement diamagnétique).

Le mu-métal présente une perméabilité relative très grande (~100000 ou plus), ce qui permet de (partiellement) "bloquer" les champs magnétiques. Un blindage en cuivre ou alu n'aurait d'intérêt que contre les champs électriques (et éventuellement les champs magnétiques qui leur sont associés).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Lyfa-sama]

Bonjour,

Pas le choix donc

La source: Thèse de Doctorat de l'Université Pierre et Marie CURIE - PARIS IV - de Ludivine PIDOL.

Merci pour vos réponses, j'en profite pour vous poser une dernière.

Sur le PMT que j'utilise, il est proposé le schéma en pièce jointe (page 2).
Ce que je préfèrerais serais d'avoir une seule entrée/sortie BNC de mon scintillateur (comme rencontré souvent dans ce domaine) au lieu de celle du signal et de l'alimentation .

Est-ce possible et si oui comment? Ce serait pour utiliser avec des MCA (Multichannel analyzer) ou un LUDLUM MODEL 12 Ratemeter par exemple.

Merci d'avance!

[jiherve]

Bonsoir,
Compte tenu de la tension d'alimentation , entre 1kV et 2kV et du niveau du signal reçu il faut séparer les deux, donc deux connecteurs. Celui destiné à la HT est spécial car il faut tenir l'isolement.
Nota : l'alimentation doit être très propre car toute variation se retrouvera amplifiée sur la sortie.
JR

[Lyfa-sama]

Bonjour,

Malheureusement pour l'utilisation que je voudrais en faire ça deviendrait plus que compliqué :/
J'ai déjà les équipements d'acquisition qui fournissent des tensions réglables via un seul connecteur BNC ou SHV qui font office de HV+Signal.

N'est-il pas possible d'utiliser un schéma similaire comme (encore ) en pièce jointe (page 6), ou comme cette illustration que j'ai trouvé sur http://www.johncaunt.com/detectors/s...preamplifiers/ qui explique les différentes possibilités?
Je ne m'y connais pas assez pour tenter la chose et risquer d'abîmer prématurément mon PMT, ou mes alim.

Merci d'avance.

Lyfa-sama.

EDIT: Je suppute que le "splitter" énoncé dans le schéma image qui sépare le signal de la HT soit un circuit natif de mes module d'acquisition/HV.

[Lyfa-sama]

Aucune suggestion? À mon stade je cherche surtout les valeurs de mes condensateurs et résistance pour garder une bonne linéarité comme proposé dans la doc mais pour de la haute tension positive.

Pas envie de me tromper et risquer de casser le tout

Merci !

[jiherve]

Bonsoir,
inspire toi de la doc Hamamatsu pour ce qui concerne les dynodes, comme RL est au bout du coax il faudra l'ajuster pour adapter la liaison, faire une simulation avec une impédance de source de l'ordre du megohm et une impedance de charge egale à celle de l'appareil de mesure la ligne aura les caracteristiques du coax utilisé.La capa C2 du schéma n'est sans doute pas critique , qqs nF mais super bien isolés.
JR

[Lyfa-sama]

Bonjour,

Merci pour ta réponse.
Pour résumer donc, le schéma ne change donc pas réellement mis à part l'élimination de R1 et C4 (que je considère comme déjà existante par mes instruments de mesure) avec l'entrée HV+ qui sera du côté de l'anode du coup.
Une dernière question, ou plutôt deux si vous le voulez bien

Concernant les résistance utilisées, mes recherches n'ont pas données grand chose sur le "rating" de celles-ci, étant donné que je souhaite appliquer une tension d'entrée de 1400V et que le courant moyen pour une anode est de 0.1mA, est-ce qu'une résistance de 3/4W sera adaptée (330kOhm +/-1%) ou d'autres paramètres doivent être pris en compte (inductance? comme vu sur certaines ressources approchants ce sujet).
Ce qui me fait douter est la notion "Tension de surcharge: 500V" sur celles que je possède.

Enfin la dernière: le "ratio" énoncé dans la doc correspond t-il bien à (Vdynode(n+1) = Vdynode(n)*ratio)?

Désolé du temps de réponse, j'ai eu quelques soucis d'internet

Merci d'avance!

Lyfa-sama.

[jiherve]

bonjour,
il faut des résistances à couche métallique, c'est le tout venant aujourd’hui et que celles ci tiennent la tension inter dynode, cela exclu quasiment toutes les CMS par ailleurs normalement mécaniquement inutilisables ici, ce qui est important c'est que toutes les résistances aient le même coefficient de température, ce qui implique qu'elles aient la même provenance.
le ratio c'est le coefficient à appliquer par rapport aux résistances de ratio 1.
je joins un lien sur un excellent ouvrage qui permettra de répondre à toutes les question concernant les PMT:http://www.hamamatsu.com/resources/p...dbook_v3aE.pdf
JR

[Lyfa-sama]

Merci pour toutes ces informations!

Je connais le document, mais je t'avoue que je m'étais un peu noyé dans l'information

Un fois que tout sera en place, j'en laisserais quelques photos

Lyfa-sama.