Prostorna kalibracija LYSO detektora osetljivog na pozicijupeople.df.uns.ac.rs/~prodanvc/seminari/Brankica Andjelic 2.pdf · Prostorna kalibracija LYSO detektora osetljivog na poziciju

Prostorna kalibracija LYSO detektora osetljivogna poziciju

Brankica Anđelić[email protected]

Departman za fiziku,Univerzitet u Novom Sadu

30. oktobar 2015.

Brankica Anđelić Prostorna kalibracija 30. oktobar 2015. 1 / 21

[email protected]

Pregled

1 MotivacijaGama spektroskopijaPrincip skeniranja

2 PostavkaMehanička postavkaPostavka elektronike

3 Podešavanje anoda

4 Određivanje pozicije

5 Zaključak


Pregled





5 Zaključak


Gama spektroskopija visoke precizosti

4π detektori u gamaspektroskopiji visokepreciznostivisoko segmentiranigermanijumski detektoriPulse Shape Analysis (PSA) igamma-ray tracking

Kompletno 3D skeniranjedetektora:

oblik pulsa za svaku datupozicijukombinacija Pulse ShapeComparison (PSC) i PositronAnnihilation Correlation(PAC)


Gama spektroskopija visoke precizosti

4π detektori u gamaspektroskopiji visokepreciznostivisoko segmentiranigermanijumski detektoriPulse Shape Analysis (PSA) igamma-ray tracking

Kompletno 3D skeniranjedetektora:

oblik pulsa za svaku datupozicijukombinacija Pulse ShapeComparison (PSC) i PositronAnnihilation Correlation(PAC)


Pregled





5 Zaključak


Princip skeniranja

Prostorna kalibracijaPrecizna prostorna kalibracija PSD je od velikog značaja zaodređivanje mesta na kojem se odvila interakcija unutar PSD i prematome pripisivanje odgovarajućeg oblika impulsa datoj poziciji ugermanijumskom detektoru.


Princip skeniranja

Prostorna kalibracijaPrecizna prostorna kalibracija PSD je od velikog značaja zaodređivanje mesta na kojem se odvila interakcija unutar PSD i prematome pripisivanje odgovarajućeg oblika impulsa datoj poziciji ugermanijumskom detektoru.


Pregled





5 Zaključak


Mehanička postavka

Anodes gain matchingNaI(Tl) i LYSO su ukoincidenciji zbogunutrašnje aktivnosti.NaI(Tl) je smešten ispredizvora 22Na na takav načinda u potpunosti pokrivanjegov prostorni ugao.

Prostorna kalibracijabackscattering imagingtechniquedetektori su u koincidenciji


Pregled





5 Zaključak


Postavka elektronike

Signal iz QDC se čita korišćenjem Multi Branch System MBS.Analiza i vizualizacija su vršene pomoću programskog paketaGo4.Brankica Anđelić Prostorna kalibracija 30. oktobar 2015. 10 / 21

Postavka elektronike

Signal iz QDC se čita korišćenjem Multi Branch System MBS.Analiza i vizualizacija su vršene pomoću programskog paketaGo4.Brankica Anđelić Prostorna kalibracija 30. oktobar 2015. 10 / 21

Pregled





5 Zaključak


Podešavanje anodaPodešavaje anoda, anodes gain matching, se odnosi na korekcijeneophodne kako bi se kompenzovale razlike u odzivu pojedinih anoda.

Channel0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Cou

nts

1

10

210

310

uklanjanje pedestalspomeranjem spektra u levosužavanje ili proširivanjepojedinih spektara

Channel500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Cou

nts

1

10

210

310

410


Podešavanje anodaPodešavaje anoda, anodes gain matching, se odnosi na korekcijeneophodne kako bi se kompenzovale razlike u odzivu pojedinih anoda.

Channel0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Cou

nts

1

10

210

310

uklanjanje pedestalspomeranjem spektra u levosužavanje ili proširivanjepojedinih spektara

Channel500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Cou

nts

1

10

210

310

410


Podešavanje anodaPoređenje susednih kanala:

Ch50 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Ch4

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

ChVsChChVsCh_4_5Entries 85878Mean x 446.8Mean y 391.6RMS x 512.9RMS y 499.1Integral 6.274e+04Skewness x 2.038Skewness y 2.261

0 0 0 8528 62739 0 3861 10750 0

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220ChVsChChVsCh_4_5

Entries 85878Mean x 446.8Mean y 391.6RMS x 512.9RMS y 499.1Integral 6.274e+04Skewness x 2.038Skewness y 2.261

0 0 0 8528 62739 0 3861 10750 0

Ch50 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Ch4

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

ChVsCh_4_5Entries 782112Mean x 510.2Mean y 511.5RMS x 537.5RMS y 540.8Integral 7.175e+05Skewness x 1.842Skewness y 1.979

0 0 0 22425 717530 0 38473 3684 0

0

2000

4000

6000

8000

10000


0 0 0 22425 717530 0 38473 3684 0

Channel0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

Cou

nts

0

500

1000

1500

2000

2500

QDC1SumEntries 2501388Mean 1.036e+04RMS 5106Underflow 1044Overflow 3.374e+04Integral 2.467e+06Skewness 1.177

[t!]

Spektar dobijen iz svih anodanakon njihvog podešavanja.Rezolucija je 18.66%, što jeznatno bolje u poređenju sa27.54% pre podešavanja anoda.


Podešavanje anodaPoređenje susednih kanala:

Ch50 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Ch4

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

ChVsChChVsCh_4_5Entries 85878Mean x 446.8Mean y 391.6RMS x 512.9RMS y 499.1Integral 6.274e+04Skewness x 2.038Skewness y 2.261

0 0 0 8528 62739 0 3861 10750 0

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220ChVsChChVsCh_4_5

Entries 85878Mean x 446.8Mean y 391.6RMS x 512.9RMS y 499.1Integral 6.274e+04Skewness x 2.038Skewness y 2.261

0 0 0 8528 62739 0 3861 10750 0

Ch50 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Ch4

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000


0 0 0 22425 717530 0 38473 3684 0

0

2000

4000

6000

8000

10000


0 0 0 22425 717530 0 38473 3684 0

Channel0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

Cou

nts

0

500

1000

1500

2000

2500

QDC1SumEntries 2501388Mean 1.036e+04RMS 5106Underflow 1044Overflow 3.374e+04Integral 2.467e+06Skewness 1.177

[t!]Spektar dobijen iz svih anodanakon njihvog podešavanja.Rezolucija je 18.66%, što jeznatno bolje u poređenju sa27.54% pre podešavanja anoda.


Pregled





5 Zaključak


Određivanje pozicije

Prostorna kalibracijaCilj ove kalibracije je da se koriguju distorzije slike koje se javljajuzbog refleksije svetlosti na ivicama detektora.

0 2 4 6 8 10 12 14 160

200

400

600

800

1000

XAnodesEntries 4300

Mean 10.96

RMS 2.324

Underflow 0

Overflow 0

Integral 4300

Skewness 1.41−

0 2 4 6 8 10 12 14 160

200

400

600

800

1000

1200

YAnodesEntries 5352

Mean 2.948

RMS 1.962

Underflow 0

Overflow 0

Integral 5352

Skewness 1.268

Način čitanja signala safotomultiplikatorskih ceviigra značajnu ulogu upostizanju dobre prostornerezolucije u scintilatorskomdetektoru.


Određivanje pozicijeAlgoritmi za dobijanje informacije o poziciji bazirani su naodređivanju odgovarajućih vrednosti iz distribucija, i to:

maksimumasrednje vrednostifita

x2 4 6 8 10 12 14 16

y

0

50

100

150

200

250

310×

x_max_gatedEntries 1735790

Mean 8.209

RMS 3.426

Underflow 0

Overflow 0

Integral 1.736e+06

Skewness 0.2126

x2 4 6 8 10 12 14 16

y

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

310×

y_max_gatedEntries 1735790Mean 8.655RMS 3.559Underflow 0Overflow 0Integral 1.736e+06Skewness 0.1137

x30− 20− 10− 0 10 20 30

y

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

x_mean_gatedEntries 1735790

Mean 2.367−

RMS 10.63

Underflow 0

Overflow 1

Integral 1.736e+06

Skewness 0.2634

x30− 20− 10− 0 10 20 30

y

0

2000

4000

6000

8000

10000y_mean_gated

Entries 1735790

Mean 0.967−

RMS 10.94

Underflow 2

Overflow 1

Integral 1.736e+06

Skewness 0.1286

x30− 20− 10− 0 10 20 30

y

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000x_fit_gated

Entries 1735790Mean 2.842− RMS 12.24Underflow 25Overflow 15Integral 1.736e+06Skewness 0.2046

x30− 20− 10− 0 10 20 30

y

0

2000

4000

6000

8000

10000

y_fit_gatedEntries 1735790Mean 1.223− RMS 12.63Underflow 2Overflow 9Integral 1.736e+06Skewness 0.1088



2D histogrami pokazujurekonstruisani oblik NaIdetektora dobijen korišćenjemtri različita pristupa.Gate za LYSO:12000 ch - 18000 ch13600 ch - 15800 ch13600 ch - 15800 ch

x2 4 6 8 10 12 14 16

y

2

4

6

8

10

12

14

16xy_max_gated

Entries 34934Mean x 8.827Mean y 10.47RMS x 2.059RMS y 2.561Integral 3.493e+04Skewness x 0.3832− Skewness y 0.2656−

0 0 0 0 34934 0 0 0 0

xy_max_gatedEntries 34934Mean x 8.827Mean y 10.47RMS x 2.059RMS y 2.561Integral 3.493e+04Skewness x 0.3832− Skewness y 0.2656−

0 0 0 0 34934 0 0 0 0

x30− 20− 10− 0 10 20 30

y

30−

20−

10−

0

10

20

30

xy_mean_gatedEntries 34934Mean x 0.3738− Mean y 4.956RMS x 6.527RMS y 8.363Integral 3.493e+04Skewness x 0.3001− Skewness y 0.346−

0 0 0 0 34934 0 0 0 0


0 0 0 0 34934 0 0 0 0

x30− 20− 10− 0 10 20 30

y

30−

20−

10−

0

10

20

30

xy_fit_gatedEntries 34934Mean x 0.5887− Mean y 5.316RMS x 7.112RMS y 9.169Integral 3.493e+04Skewness x 0.3419− Skewness y 0.2631−

0 0 0 1 34933 0 0 0 0


0 0 0 1 34933 0 0 0 0



2D histogrami pokazujurekonstruisani oblik NaIdetektora dobijen korišćenjemtri različita pristupa.Gate za LYSO:12000 ch - 18000 ch13600 ch - 15800 ch13600 ch - 15800 ch

x2 4 6 8 10 12 14 16

y

2

4

6

8

10

12

14

16xy_max_gated

Entries 34934Mean x 8.827Mean y 10.47RMS x 2.059RMS y 2.561Integral 3.493e+04Skewness x 0.3832− Skewness y 0.2656−

0 0 0 0 34934 0 0 0 0

xy_max_gatedEntries 34934Mean x 8.827Mean y 10.47RMS x 2.059RMS y 2.561Integral 3.493e+04Skewness x 0.3832− Skewness y 0.2656−

0 0 0 0 34934 0 0 0 0

x30− 20− 10− 0 10 20 30

y

30−

20−

10−

0

10

20

30


0 0 0 0 34934 0 0 0 0


0 0 0 0 34934 0 0 0 0

x30− 20− 10− 0 10 20 30

y

30−

20−

10−

0

10

20

30


0 0 0 1 34933 0 0 0 0


0 0 0 1 34933 0 0 0 0



Slika mrežeKorišćenjem gejta od kanala 13600 do kanala 15800 snimljena je slikamreže ali veoma fina struktura je ostala nevidljiva čak i primenomalgoritma bazirang na fitu.

x30− 20− 10− 0 10 20 30

y

30−

20−

10−

0

10

20

30xy_fit_gated

Entries 296452Mean x 1.899− Mean y 1.095− RMS x 11.49RMS y 11.86Integral 2.964e+05Skewness x 0.1523Skewness y 0.1102

0 2 0

4 296445 1 0 0 0

0

2

4

6

8

10

12

14

16xy_fit_gated

Entries 296452Mean x 1.899− Mean y 1.095− RMS x 11.49RMS y 11.86Integral 2.964e+05Skewness x 0.1523Skewness y 0.1102

0 2 0

4 296445 1 0 0 0


Pregled





5 Zaključak


ZaključakNa kvalitet kalibracije utiče:

podešavanje anodaodređivanje pozicije

Najbolji rezultati su dobijeni primenom algoritma baziranog na fitu iuz korišćenje gejta za LYSO detektor od kanala 13600 do kanala15800.Da bi se snimila slika:

rešiti problem visokg šumadobiti spektar iz NaI detektora i podesiti anodepodesiti odgovarajući gejt

Da bi se izvršila postorna kalibracija:poređenje svih realnih koordinata (xr, yr) na mreži sa merenimkoordinatama (xm, ym) na slici.














Hvala na pažnji!


Documents

Prostorna kalibracija LYSO detektora osetljivog na pozicijupeople.df.uns.ac.rs/~prodanvc/seminari/Brankica Andjelic 2.pdf · Prostorna kalibracija LYSO detektora osetljivog na poziciju