LYSO scintillation crystals, due to their significant characteristics such as high light yield, fast decay time, small Moliére radius, and good radiation hardness, are proposed to be used for the electromagnetic calorimeter section of the Turkish Accelerator Center Particle Factory (TAC-PF) detector. In this work, the center of gravity technique was used to determine the impact coordinates of an electron initiating an electromagnetic shower in the LYSO array, the calorimeter module contains nine crystals, each 25 mm$\times$25 mm in cross-section and 200 mm in length. The response of the calorimeter module has been studied with electrons having energies in the range 0.1 GeV-2 GeV. By using the Monte Carlo simulation based on Geant4, the two-dimensional position resolution of the module is obtained as $σ_{R}(mm)=((3.95\pm0.08)/\sqrt{E})\oplus(1.91\pm0.11)$ at the center of the crystal.
A Unified Analytical Framework for LYSO-SiPM Scintillation Pulse Dynamics
Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学);Wuhan National Laboratory for Optoelectronics(武汉光电国家实验室);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学)
Performance Evaluation of a High-Granularity LYSO-SiPM-Based Position-Sensitive Detector for a One-Shot Gamma-Scanning System with Sub-Millimeter Spatial Resolution
Indian Institute of Technology Ropar(印度技术研究所罗帕尔分校);Gauhati University(高哈提大学);GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung(GSI亥姆霍兹重离子研究中心);Istanbul University(伊斯坦布尔大学)
Characterization of thin optical filters for high purity Cherenkov light readout from scintillating crystals
European Center for Nuclear Research(欧洲核子研究中心);Université Claude Bernard Lyon 1, UMR5306 CNRS ILM(里昂第一大学克洛德·贝尔纳);Université de Strasbourg, UMR7178 CNRS IPHC(斯特拉斯堡大学)
Application of the Monte-Carlo refractive index matching (MCRIM) technique to the determination of the absolute light yield of a calcium molybdate scintillator
40 Ca 100 MoO在无中微子双β衰变(0νDBD)实验研究中的应用依赖于对该材料基本闪烁特性的了解。在这项工作中,我们确定的绝对光产额的钙离子使用蒙特卡罗折射率匹配技术(MCRIM)。MCRIM技术是实验和模拟的结合,允许通过考虑材料中的折射、散射和吸收的影响来确定反射器的绝对光产额。使用ZEMAX光线跟踪软件模拟了反射器-检测器组件的光收集效率。通过调节闪烁晶体的光学参数,推导出了与实验结果吻合较好的模型。结果表明,由于光子逃逸晶体体积的概率增加,光收集效率的增加与透射率和散射。用MCRIM测得40 Ca_(100)MoO_4闪烁体在室温下的绝对光产额为7.5 ± 1.2ph/keV。使用CaWO 4闪烁体作为参考的比较测量显示与该结果良好的一致性。通过这种方式,该研究证明了MCRIM技术作为闪烁材料定量表征工具的潜力。
An FPGA Based energy correction method for one-to-one coupled PET detector: model and evaluation
基于硅光电倍增器(SiPMs)的PET扫描器已经被广泛用作先进的核医学成像技术,其产生局部体内生物学和生物化学的定量图像。SiPM的紧凑尺寸允许闪烁晶体和光电传感器之间的直接一对一耦合,从而产生比必须在光电倍增管(PMT)PET系统中使用的光共享方法更好的定时和能量分辨率。为了减小读出电子设备的体积,具有位置解码器的前端多路复用器是没有高度集成的专用集成电路(ASIC)的一对一系统的常见选择。然而,在这种情况下,我们不能测量每个晶体的沉积能量激发的湮灭光子,所以晶间散射(ICS)事件将导致晶体错位,然后恶化探测器的固有分辨率。此外,考虑到SiPM的增益色散和非线性输出导致的能量窗口内的事件拒绝,需要能量校正机制。然而,缺乏每个晶体的能量信息将引入大的能量校正误差的ICS事件。针对这一问题,本文提出了一种在Kintext-7现场可编程门阵列(FPGA)器件上实现的在线能量校正机制。实验室中的实验使用8 X 8分段LYSO晶体与8 X 8 SiPM(J系列,来自ON Semiconductor)阵列耦合进行,该阵列在22 Na点源激发下。测试结果表明,非ICS和ICS事件的能量都可以精确校正,能量分辨率优于12%。我们还将此方法应用于实际的临床PET扫描仪下的68 Ge线源,以验证其多通道的可靠性。
Study of time and energy resolution of an ultra-compact sampling calorimeter (RADiCAL) module at EM shower maximum over the energy range 25 GeV $\leq$ E $\leq$ 150 GeV
Development of Ultrafast and Radiation-Hard GAGG for the Next-Generation of High-Energy Physics Calorimeters
European Organization for Nuclear Research (CERN)(欧洲核子研究组织(CERN));University Claude Bernard Lyon1(里昂第一大学克洛德·贝尔纳);University of Strasbourg(斯特拉斯堡大学);Crytur, Ltd(Crytur有限公司);Institute of Physics of the Academy of Sciences of the Czech Republic (FZU)(捷克科学院物理研究所(FZU))
A novel method for the line-of-response and time-of-flight reconstruction in TOF-PET detectors based on a library of synchronized model signals
本文提出了一种新的闪烁体探测器命中时间和命中位置重建方法。该方法基于检测器信号与存储在针对闪烁点的一组明确定义的位置配准的同步模型信号库中的结果的比较。命中位置被重建为对应于来自库的与测量信号最相似的信号的命中位置。相互作用的时间被确定为所测量的信号与库中最相似的信号之间的相对时间。测量信号和模型信号的相似度被定义为在多维测量空间中表示测量信号和模型信号的点之间的距离。该方法的新颖性还在于所提出的模型信号同步的方式,使得能够直接确定从湮灭点到检测器的湮灭量子的飞行时间(TOF)之间的差异。使用通过J-PET探测器的双带原型和作为湮灭伽马量子源的$^{22}$ Na钠同位素获得的实验数据来验证所介绍的方法。探测器由尺寸为5 mm x 19 mm x 300 mm的塑料闪烁体带制成,在两侧光学连接到光电倍增管,利用所介绍的方法,建立了空间分辨率约为1.3 cm($σ$),飞行时间分辨率约为125 ps($σ$)的空间分辨率和飞行时间分辨率。