Development of a precise hadron calorimeter
Description
For the ZEUS detector, which is presently under construction, a prototype of the forward calorimeter was built and its performance was investigated. All measuremen were performed with the test beams of the accelerators PS and SPS at CERN in Geneva. Hadrons, electrons and muons we available in an energy range from 0.5 to 100 GeV. The calorimeter prototype consists of 16 towers with 20 cmx20 cross-section. Each tower is longitudinally segmented in a electromagnetic section with 25 cm length and two hadronic sections, each with 63 cm length. All towers are built fro plates of depleted uranium of 3.3 mm thickness and scintillator plates with 2.6 mm thickness. In previous measurements these values were determined to be the best choice, in order to obtain the best energy resolution. The light readout was performed by wavelength shifters (PMMA, doped with Y-7) and photomultiplier tubes. Some important results of these measurements are: The design energy resolution 35%/√E+2% for hadrons and 18%/√E+2% for electrons has been achieved. The e/h-ratio w determined to be 1.00±0.01. The linearity of the calorimeter was found to be better than 2% in the investigated energy range. The nonuniformity of the wavelength shifter was improved to be better than 2% by reflectors with absorbing patterns printed on it. The deviations from uniformity at the boundaries between calorimeter modules were reduced to 7% by insertion of lea sheets in the gap. A big advantage was the possibility to use the natural radioactivity of the uranium for calibrati purposes. (orig.)
Availability note (English)
MF available from INIS under the Report Number.Abstract (German)
Fuer den im Bau befindlichen ZEUS-Detektor wurde ein Prototyp des Vorwaertskalorimeters gebaut und dessen Eigenschaften untersucht. Alle Messungen wurden mit den Teststrahlen der Beschleuniger PS und SPS am CERN in Genf durchgefuehrt. Es standen Hadronen, Elektronen und Myonen einem Energiebereich von 0.5 bis 100 GeV zur Verfuegung. D Prototypkalorimeter besteht aus 16 Tuermen mit jeweils 20 x 20 cm Querschnitt und 2 m Laenge. Jeder dieser Tuerme is in Laengsrichtung segmentiert in eine 25 cm lange elektromagnetische Sektion und zwei hadronische Sektionen mit jeweils 63 cm Laenge. Jeder Turm ist aus Platten aus abgereichertem Uran von 3.3 mm Dicke und Szintillatorplatt von 2.6 mm Dicke aufgebaut. Durch vorausgegangene Untersuchungen wurden diese Werte als die bestmoeglichen z Erzielung einer guten Energieaufloesung bestimmt. Die Lichtauslese erfolgt mit Wellenlaengenschiebern aus PMMA dotiert mit Y-7, und Photomultipliern. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Messungen sind: Die angestrebte relative Energieaufloesung von 35%/√E+2% fuer Hadronen und 18%/√E+2% fuer Elektronen ist erreicht worden. Insbesondere konnte gezeigt werden, dass der konstante Tei hinreichend klein ist, um die Aufloesung bei hohen Energie nicht zu gefaehrden. Das e/h-Verhaeltnis ist zu 1.00±0. bestimmt worden. Die Linearitaet des Kalorimeters war im ganzen untersuchten Energiebereich besser als 2%. Durch Reflektoren, die mit einem absorbierenden Muster bedruckt wurden, konnte die Nichtuniformitaet der Wellenlaengenschieber auf 2% reduziert werden. Die an den Grenzen zwischen den Kalorimetermodulen erwarteten Abweichungen von der Uniformitaet konnten durch Einsatz vo Bleiplatten in den Luecken auf 7% reduziert werden. Von besonderem Vorteil war die Moeglichkeit, die natuerliche Radioaktivitaet des Urans zur Eichung auszunutzen. (orig.)
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Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Entwicklung eines praezisen Hadron-Kalorimeters
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 79 p.
- Report number
- DESY-F35--90-01
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 21050323
- Subject category
- S46: INSTRUMENTATION RELATED TO NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- ALPHA DETECTION; CALIBRATION; CALORIMETERS; CASCADE SHOWERS; DOPED MATERIALS; ELECTRON DETECTION; ENERGY DEPENDENCE; ENERGY RESOLUTION; GEV RANGE 01-10; GEV RANGE 10-100; GEV RANGE 100-1000; HERA STORAGE RING; KAON DETECTION; LEAD; MEV RANGE 100-1000; MUON DETECTION; OPTICAL SYSTEMS; PARTICLE DISCRIMINATION; PION DETECTION; PLASTIC SCINTILLATION DETECTOR; PLATES; PMMA; PROTON DETECTION; PULSES; READOUT SYSTEMS; RELATIVISTIC RANGE; SHEETS; SHOWER COUNTERS; SPATIAL DISTRIBUTION; SPATIAL RESOLUTION; SPECTRAL SHIFT; URANIUM
- Descriptors DEC
- ACTINIDES; CHARGED PARTICLE DETECTION; DETECTION; DISTRIBUTION; ELEMENTS; ENERGY RANGE; ESTERS; GEV RANGE; MATERIALS; MEASURING INSTRUMENTS; METALS; MEV RANGE; ORGANIC COMPOUNDS; ORGANIC POLYMERS; PARTICLE IDENTIFICATION; POLYACRYLATES; POLYMERS; POLYVINYLS; RADIATION DETECTION; RADIATION DETECTORS; RESOLUTION; SCINTILLATION COUNTERS; SHOWERS; SOLID SCINTILLATION DETECTORS; STORAGE RINGS