Groupe Structure Nucléaire

Laboratoire de Physique Corpusculaire - Caen
Présentation du nouveau système d’acquisition numérique
développé au LPC de CAEN
Retours d'expériences
Benjamin Carniol, Thierry Chaventré, Daniel Cussol,
David Etasse, Cathy Fontbonne, Jean-Marc Fontbonne,
Julien Harang, Jean Hommet, Hervé Plard
Jérôme Poincheval
LPC Caen, ENSICAEN, Université de Caen, CNRS/IN2P3, Caen, France
24 Novembre 2011
FASTER, 24 novembre 2011
Daniel
DanielCUSSOL
CUSSOL
Les expériences qui utilisent FASTER
Utilisateurs de FASTER : 6 expériences/groupes
• Au LPC
• nEDM (Interactions Fondamentales)
• Fragmentation (Applications Médicales)
• Groupe Structure Nucléaire
• Utilisateurs hors LPC
• D. Rodriguez (Université de Huelva, Espagne)
• I.Matea (IPNO) pour des TPs
• G.Bélier (CEA/DAM)
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FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL
nEDM
nEDM : mesure du moment dipolaire électrique du
neutron
• 1 ensemble de 9 scintillateurs (NANOSC)
• 9 QDC
• Déclenchement sur
seuil
• Utilisation du
"Time Stamp"
• 5 cartes CARAS
3
FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL
nEDM
FASTER: acquisition system used by NANOSC
Capability to
operate at high
rate (nearly no dead
time)
- OK up to a few 105
UCN/s with a
continuous beam
(106 in a burst mode)
Online pulse
shape analysis:
- Cerenkov/neutron
discrimination, pileup identification
Time stamp
free), BLR …
(for
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FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL
nEDM
FASTER: acquisition system used by NANOSC
Capability to
operate at high
rate (nearly no dead
time)
- OK up to a few 105
UCN/s with a
continuous beam
(106 in a burst mode)
Online pulse
shape analysis:
- Cerenkov/neutron
discrimination, pileup identification
Time stamp
free), BLR …
(for
5
FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL
Fragmentation
Expériences de Fragmentation du 12C pour la
hadronthérapie (E600)
• 5 télescopes dE1-dE2-E (ADC-ADC-QDC)
• 3 scintillateurs pour le monitorage faisceau
(2 ADC,1 QDC)
• 18 voies au total
• 5 Décisions
"Télescope"
• 1 semaine de
faisceau en mai 2011
• 12 cartes CARAS
6
FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL
Fragmentation
Les plus
• Faible encombrement
• Déclenchement modulable en hauteur ET largeur
• BLR → résolution ++
• Stabilité
A améliorer
• Interfaces de
pilotage des
fonctions avec "vue
de l 'électronicien"
trop permissive
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FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL
Fragmentation
Les plus
• Faible encombrement
• Déclenchement modulable en hauteur ET largeur
• BLR → résolution ++
• Stabilité
A améliorer
• Interfaces de
pilotage des
fonctions avec "vue
de l 'électronicien"
trop permissive
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FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL
Fragmentation
Les plus
• Faible encombrement
• Déclenchement modulable en hauteur ET largeur
• BLR → résolution ++
• Stabilité
A améliorer
• Interfaces de
pilotage des
fonctions avec "vue
de l 'électronicien"
trop permissive
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FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL
Groupe Structure Nucléaire
Tests de scintillateurs pour la détection de
neutrons, tests de disphonie
• Expérience à B3 en octobre 2011
• 7 QDC/TdC-HR
• 1 voie RF (temps de référence)
• 5 cartes CARAS
neutron
Eden 1
θ
Eden 2
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FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL
Groupe Structure Nucléaire
Les plus
• Faible encombrement
• Tests d'algorithmes sur signaux enregistrés
• Meilleure discrimination γ/n
• Stabilité
A améliorer
• Limitation de la
gamme d'entrée
des signaux à ±1V
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FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL
Groupe Structure Nucléaire
Les plus
• Faible encombrement
• Tests d'algorithmes sur signaux enregistrés
• Meilleure discrimination γ/n
• Stabilité
A améliorer
• Limitation de la
gamme d'entrée
des signaux à ±1V
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FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL
Groupe Structure Nucléaire
Les plus
• Faible encombrement
• Tests d'algorithmes sur signaux enregistrés
• Meilleure discrimination γ/n
• Stabilité
A améliorer
• Limitation de la
gamme d'entrée
des signaux à ±1V
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FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL
Groupe Structure Nucléaire
Les plus
• Faible encombrement
• Tests d'algorithmes sur signaux enregistrés
• Meilleure discrimination γ/n
• Stabilité
A améliorer
• Limitation de la
gamme d'entrée
des signaux à ±1V
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FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL
I.Matea (IPNO)
Test de cartes FASTER pour une éventuelle
utilisation sur des TPs à Orsay
• Carte CARAS, 2 voies ADC
• Signal PA en entrée
Les plus
• Faible encombrement
• Traitement "classique" et numérique sur les signaux
enregistrés
• Root Histogram Builder
A améliorer
• Interfaces de pilotage des fonctions trop compliquées
pour des étudiants
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FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL
G.Bélier (CEA/DAM)
Neutron counter CARMEN + active target
NFS beam
Active
target
Hamamatsu H10580
+
Organic liquid scintillator
loaded with an actinide
Advantages:
• Actinide concentrations up to few tens of mg/mL
• Very high detection efficiency ~100% for fission
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• Direct measurement of
(n,xn) cross sections on
actinides  LOI
SPIRAL2/NFS
• 2 QDC
• Fission studies
• 1 CARAS
FASTER, 24 novembre 2011
• Pulse Shape Discrimination
• Time resolution < 600 ps FWHM
• 35 QDC nécessaires pour
l'ensemble du dispositif
Daniel CUSSOL
G.Bélier (CEA/DAM)
Les plus
•
Faible
encombrement
•
Taux de
comptage élevés
•
•
252
Cf natural decay: α 97%
α
Fission fragments
Protons recoils
Facilité
d'utilisation
•
Extension de la
bande passante
•
CFD sur les ADC
•
Rejet pile-up
FASTER, 24 novembre 2011
Spontaneous Fission 3%
• Actinide mass
• Fission rate
• Neutron flux
Traitements
numériques offline
A améliorer
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Tests with 252Cf under neutron irradiation ~17 MeV
Protons with wall effects
β
• Total rate 10.000 count/s
• Very good Pulse Shape Discrimination
Daniel CUSSOL
Résumé
Pour résumer
• Résolutions améliorées (BLR)
• Bruit "électronique" très très faible permettant
d'atteindre les résolutions intrinsèques des détecteurs.
• Taux de comptages élevés (temps mort réduit)
• Stabilité du système
• Faible encombrement
• Interfaces utilisateurs des fonctions à faire évoluer
Permet d'améliorer les analyses de physique et de gagner
en résolution!
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FASTER, 24 novembre 2011
Daniel CUSSOL