Análisis digital para medidas de tiempo y energía con centelladores ultra rápidos. Víctor Sánchez-Tembleque V. Vedia M. Carmona L. M. Fraile S. Ritt* J. M. Udías Grupo de Física Nuclear, Dpto. de Física Atómica, Molecular y Nuclear, Facultad de Ciencias Físicas, (Avda. Complutense s/n, 28040 Madrid) Universidad Complutense de Madrid, CEI Moncloa *Paul Scherrer Institut (PSI) Switzerland

Ventajas del análisis digital Análisis Convencional Análisis Digital Digitalización de toda la señal (Mas espacio en disco) Digitalización de un único valor Todo el procesado sobre el pulso directo Diferentes algoritmos distintos sobre el mismo pulso Necesidad de cambio de electrónica para cada valor.

Esquema Sistema Convencional Sistema Experimental Esquema Sistema Convencional Amplificador Pre- Amplificador Pre- Conformador Gausiano Conformador Gausiano ADC CFD TAC CFD

Esquema Sistema Digital Sistema Experimental Esquema Sistema Digital DRS4

Digitalizadora utilizada Sistema Experimental Cristales cónicos truncados 1x1x1.5" de LaBr3(Ce) PMT Hamamatsu R9779 Digitalizadora utilizada Domino Ring Samplig (DRS4) Chip desarrollado en Paul Scherrer Institut (PSI) Consta de una matriz computada de condensadores con 1024 celdas por canal Velocidad de muestro 0.7-5 GSPS 12 bit de resolución Ancho de banda 950 MHz (https://www.psi.ch/drs/)

Estudio de factor de forma del pulso. Energía Diversos algoritmos probados. Integración mediante trapecios. Guardado de forma del pulso completa Estudio de factor de forma del pulso. Corrección por defecto balístico Estudio energía retardada (Phoswich)

Corrección por defecto balístico Cono truncado 1X1X1.5” LaBr3 Energía Corrección por defecto balístico Cono truncado 1X1X1.5” LaBr3

Corrección por defecto balístico Cono truncado 1X1X1.5” LaBr3 Energía Corrección por defecto balístico Cono truncado 1X1X1.5” LaBr3

Corrección mas notorio en detectores de estado solido como HPGe Energía Corrección por defecto balístico Corrección mas notorio en detectores de estado solido como HPGe LOAX 60450-30P-CW HPGe Resolución 0.3% (FWHM/E) – 662 keV* *ALGORITMOS PARA LA OBTENCION DE LA ENERGIA DE PULSOS DE DETECTORES DE RADIACION NUCLEAR ADQUIRIDOS EN MODO COMPLETAMENTE DIGITAL, J. Díaz, Trabajo Fin de Máster, Julio 2016.

Energía Resultados Resolución (FWHM/E) Método 511 keV 662 keV 1333 keV Cono truncado 1X1X1.5” LaBr3 Resolución (FWHM/E) Método 511 keV 662 keV 1333 keV Convencional 5.4% 4.6% 3.4% Digital 5.3% 3.3%

CRT Tres algoritmos aplicados: Corrección por time-energy walk. CFD digital Umbral % relativo Umbral absoluto Corrección por time-energy walk.

Corrección time-energy walk Cono truncado 1X1X1.5” LaBr3 Co-60 corrección al método del umbral absoluto

Adquisiciones temporales Cono truncado 1X1X1.5” LaBr3 Resolución de tiempo de coincidencia (FWHM) Método Digital Convencional* Fuente CFD Digital Umbral relativo Umbral Absoluto CFD + TDC Co-60 150 ± 2 167 ± 3 169 ± 2 156 ± 4 Na-22 223 ± 2 224 ± 2 246 ± 4 223 ± 4 * Performance evaluation of novel LaBr3 (Ce) scintillator geometries for fast-timing applications,  V. Vedia, M. Carmona-Gallardo , L.M. Fraile , H. Mach, , J.M. Udías, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A (NIM A) submitted

Sistemas de adquisición digital Conclusiones Sistemas de adquisición digital Resultados comparables con los obtenidos con el estado del arte de sistemas convencionales. Mayor libertad para el análisis sin necesidad de desarrollar ni cambiar electrónica. Menor precio y mas compactibilidad, además de que mediante algoritmos adecuados pueden alcanzar los resultados de los mejores sistemas convencionales.