IFJ PAN in AGATA

1. Program AGATA Witold Męczyński Zakład Struktury Jądra Seminarium IFJ PAN, Kraków, 12 stycznia 2006 r. czyli futurologia w spektroskopii promieniowania gamma

2. Plan wprowadzenie rozwój spektrometrów  tracking promieniowania  spektrometr AGATA nasze miejsce w projekcie organizacja projektu

3. Eksperyment Morinagi H.Morinaga, P.C. Gugelot, NP21(1963)293 52 MeV  + 160 Gd 160 Dy + 4n 2.5 x 3.8 cm NaI(Tl)  E=90 keV(1332 keV) 4 + - 2 + 6 + - 4 + 8 + - 6 + 10 + - 8 + niedostateczna rozdzielczość wysokie tło niska wydajność

4. Moc rozdzielcza R i granica obserwacji  0 (N p /N b ) ( F ) =  0 (0.76R) F R = (SE  /  E  )(P/T) W(F) ~ (1/F!)  F n  (%) R F  0 EB IV 239 9 9.0 4 10 - 4 badanie kaskady (M  ,  0 ) poprzez pomiar widma koincydencyjnego pomiędzy F detektorami, F  M 

5. Detektor germanowy HPGe-n+ implantacja boru dyfuzja litu 4 x 10 9 /cm 3  110 x 100 mm, 770 cm 3  = 181,3%  E  = 2,09 keV (1332 keV) 4 kg ~ 400 mm HPGe J. Eberth, University of Cologne

6. Odpowiedź detektora Ge na promieniowanie  Nuclear Physics Group, University of Liverpool E  = ~50 keV - ~10 MeV: dominacja efektu Comptona

7. Rozwój spektrometrów  : eksperyment Johnsona 43 MeV  + 160 Gd 160 Dy +4n A. Johnson et al., NP179(1972)753 2 Ge(Li), 43 cm 3  E = 2.5 keV (1332 keV) I  20 +

8. Rozwój spektrometrów  : Escape Suppressed Spectrometer (ESS) Ge osłona scynt.   ’ veto singles suppressed 60 Co G. Duch ê ne et al., NIM and Phys.Res. A432(1999)90 P/T ~ 20% P/T ~ 55% wzrost P/T,   ~ (P/T) 2 NaI, BGO Compton-suppresion shield Anti-Compton shield

9. Rozwój spektrometrów  : eksperyment Twina P.J. Twin et al., PRL57(1986)811 205 MeV 40Ca + 108Pd 152Dy +4n  ~ 0.6 TESSA3: 16 ESS Ge, 0.5%  0 ~ 1%  ~ 0.15

10. Rozwój spektrometrów  : eksperyment Simpsona J. Simpson et al., PRC62(2000)024321 170 MeV 36 S + 130 Te 162 Er + 4n EUROBALL III: 239 Ge, ~10%  0 ~ 0.002 %

11. EUROBALL IV, 239 HPGe

12. GAMMASPHERE, 122 HPGe

13. Rozwój spektrometrów germanowych (1/  0 )

14. AGATA – myśl projektu EUROBALL MODEL AGATA  ~ 0.4  ~ 0.8  ~ 0.8 N seg ~ 5000 wg D. Bazzacco, Padova

15. Tracking promieniowania  wg E. Farnea, Padova rozpraszanie komptonowskie N oddziaływań N! permutacji: (0) (1)(2)(3), (0) (1)(3)(2)... E Pos tarcza pochłanianie E E

16. Współrzędna radialna miejsca oddziaływania 

17. Współrzędna azymutalna miejsca oddziaływania  amplituda (j. wzgl.) czas (ns) transient (mirror) signal net (real) signal

18. Analiza kształtu impulsu (PSA) wg Th. Kroell, Padova konwersja sygnał-cyfra próbkowanie 10 ns ~7000 kanałów

19. Skanowanie kryształu detektora A.Boston et al., Univ. of Liverpool

20. Tracking – schemat ideowy Pulse Shape Analysis to decompose recorded waves Highly segmented HPGe detectors · · · · Identified interaction points (x,y,z,E,t) i Reconstruction of tracks e.g. by evaluation of permutations of interaction points Digital electronics to record and process segment signals  1 2 3 4 reconstructed  -rays J. Simpson, Daresbury

21. Spektrometr AGATA A dvanced GA mma T racking A rray 180 heksagonalnych kryształów HPGe 36 segmentów w krysztale 6480 segmentów 12 pentagonalnych kryształów HPGe 362 kg HPGe 60 potrójnych klastrów kąt bryłowy 82% promień wewnętrzny 23 cm elektronika cyfrowa analiza kształtu impulsu tracking promieniowania  Pozycyjnie czuły spektrometr promieniowania 

22. Detektor Agaty HPGe, typ n długość 90 mm średnica 80 mm 36 segmentów kapsuła Al 0.8 mm 36 + 1 wyjść

23. Klaster Agaty 3 kryształy w kapsułach kriostat 111 przedwzmacniaczy chłodzone FET ~230 wyjść dewar LN 2 , 3 litry

24. AGATA, 180 HPGe, 6480 segmentów

25. Własności AGATY EUROBALL IV AGATA wg J. Simpson, Daresbury GAMMASPHERE GRETA wydajność: 40% (M  = 1), 25% (M  = 30) 10% (M  = 1), 5% (M  = 30) rozdzielczość: 40 keV (1 MeV, v/c = 50%) 20 kHz (M  = 30) 300 kHz (M  = 30) częstość 6 keV (1 MeV, v/c = 50%)

26. Rozwój spektrometrów germanowych AGATA

27. „ Demonstrator” AGATY 5 klastrów (15 Ge) test PSA, tracking, DAQ poprawka dopplerowska 540 segmentów, 555 kanałów  = 3 – 8% (M  = 1)  = 2 – 4% (M  = 30) Cel: demonstracja idei pomiary fizyczne GSI FRS RISING LNL PRISMA CLARA GANIL VAMOS EXOGAM JYFL RITU JUROGAM

28. Rozmycie szerokości linii  w efekcie Dopplera   Ge HPGe  wiązka j. odrzutu    R  - szy punkt oddz.  wiązka tarcza E  = E   ( 1 +   cos  )   = v/c  HPGe segmentowany detektor pomocniczy dla pomiaru prędkości v jądra odrzutu!

29. Pierwszy pomiar testowy detektora AGATY Uniwersytet w Kolonii, IX.2005 Th. Steinhardt et al. <d>~5 mm redukcja szerokości linii  rozmytej w efekcie Dopplera

30. Organizacja AGATY AGATA Steering Commitee AGATA Management Board AGATA Working Groups Detector module Detector p erformance Data p rocessing Design and i nfrastructure Ancillary detectors & integrat . Simulation & Data Analysis EURONS AGATA teams Elec. & DAQ integration Devices for key e xperiments 12 krajów europejskich, 42 laboratoria, R&D: 2003 – 2007, budowa: 2008 - ~ 2012 EU Run Control & GUI

31. Nasz udział w programie AGATA AGAVA ( AG ata A ncillary V ME A dapter) Ancillary Detector GTS Interface Piotr Bednarczyk Adam Czermak Barbara Dulny Jerzy Grębosz Adam Maj Bogdan Sowicki Jan Styczeń Jacek Wrzesiński Mirosław Ziębliński W.M. AGATA Ancillary Detectors and Ancillary Detector Integration Working Group EURONS 2005 - 2008 test demonstartora AGATY z detektorami pomocniczymi: Euclides, Neutron Wall, Diamond, CUP, Recoil Filter Detector ... Data Processing GUI - G raphic U ser I nterface projekt, test, zastosowanie

32. DZIĘKUJĘ!