Energy Resolution Dependent on K-parameter of EXOGAM2 Detector with Newly Developed NUMEXO2 Digital Electronics

Abstract

In this study, energy resolution dependent on K-Parameters (Trapezoidal filter system optimizing the count rate) of EXOGAM2 detector with newly developed NUMEXO2 digital electronics using 152Eu radioactive source measured and analysed. This experimental study was carried out at the GANIL (Grand Accelerature National d'Ions Lourd) nuclear research center in France. The measurement and analysis results for different K parameters using a 152Eu radioactive source with low and high gamma energy levels were performed for two EXOGAM2 detectors. Without applying any K parameter, the resolution values expressed by FWHM for the 1.EXOGAM2 detector are measured as 2.360% FWHM for (344.2785 keV), 2.820% FWHM for (1408.006 keV), and 2.451% FWHM for (344.2785 keV), 2.975%FWHM for (1408.006 keV) for the 2.EXOGAM2 detector, respectively. For different K parameters (K=2µs, K=5µs ve K=10µs) detail results are shown below.

Keywords

• Energy resolution
• Digital electronics
• NUMEXO2
• Energy calibration

Yeni Geliştirilen NUMEXO2 Dijital Elektronik ile EXOGAM2 Dedektörünün K-Parametresine Bağlı Enerji Çözünürlüğü

Abstract

Bu çalışmada, yeni geliştirilen dijital elektronik NUMEXO2 dijital elektronik ile EXOGAM2(EXOtic GAMma array spectrometer) dedektörünün K-Parametrelerine (sayım oranını optimize eden Trapezoidal filtre sistemi) bağlı enerji çözünürlüğü için 152Eu radyoaktif kaynak kullanılarak ölçüm ve analiz yapılmıştır. Yapılan bu deneysel çalışma Fransa’da bulunan GANIL (Grand Accelerature National d’Ions Lourd) nükleer araştırma merkezinde gerçekleştirilmiştir. Düşük ve yüksek gama enerji seviyesine sahip 152Eu radyoaktif kaynak kullanılarak farklı K-parametreleri için gerçekleştirilen ölçüm ve analiz sonuçları iki EXOGAM2 dedektörü için gerçekleştirilmiştir. Herhangi bir K-parametresi uygulamadan 1.EXOGAM2 dedektörü için FWHM ile ifade edilen çözünürlük değerleri sırası ile (344. 2785 keV) için 2.360% FWHM, (1408.006 keV) için 2.820% FWHM olarak ölçülürken 2.EXOGAM2 dedektörü için ise sırasıyla 2.451% FWHM ve 2.975% FWHM olarak ölçülmüştür. Farklı K-parametreleri (K=2µs, K=5µs ve K=10µs) için ise sonuçlar detayları ile aşağıda gösterilmiştir.

Keywords

• Enerji çözünürlüğü
• Dijital elektronik
• NUMEXO2
• Enerji kalibrasyonu

References

1. [1] R. H. Pehl, “Radiation damage of germanium detectors”, in Proc. Gamma Ray Spectroscopy in Astrophysics Symposium, Greenbelt, Maryland, 1978, pp. 1-10.
2. [2] G. de Angelis, A. Bracco, D. Curien, “The EUROBALL gamma ray detector spectrometer”, Europhysics News, 34 (5), 181-185, 2003.
3. [3] F. S. Goulding, D. A. Landis, N. Madden, M. Maier, H. Yaver Goulding, “GAMMASPHERE- Overview of detector and signal processing system”, in Proc. IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record, San Francisco, 1995, pp. 432-436.
4. [4] J. Erberth et al, “Miniball: A gamma-ray spectrometer with position-sensitive Ge detectors for nuclear structure studies at REX-ISOLDE”, in Proc. Conference of Frontiers of Nuclear Structure, Berkeley, California, 2003, pp. 349-356.
5. [5] G. de France, “High resolution gamma-ray spectroscopy at GANIL”, in Proc. 36th Brazilian Workshop on Nuclear Physics, Sao Paulo, 2014, pp. 10-16.
6. [6] S. Akkoyun et al., “AGATA - Advanced gamma tracking array”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 668, 26-58, 2012.
7. [7] C. W. Beausang et al, “GRETA. The gamma-ray energy-tracking array. Status of the development and physics opportunities”, Nuclear Instruments and Methods in Physics research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 204, 666-670, 2003.
8. [8] F. J. Egea et al.. “A new front-end high-resolution sampling board for the new-generation electronics of EXOGAM2 and NEDA detectors”, IEEE Transactions On Nuclear Science, 62 (3), 1056-162, 2015.

9. [9] F. J. Egea, et al. “Digital front-end electronics for the neutron detector NEDA”, IEEE Transactions On Nuclear Science, 62 (3), 1063-1069, 2015.
10. [10] G.. F. Knoll, Radiation Detection and Measurement. New York: John Wiley & Sons, Inc., 2010, 830p.