Radiation Hardness Studies of Monolithic Active Pixel Sensors ...

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on rates per atom
s/atom s) Error (%)
5.3
5.6
5.4
5.5
7.8
10.3
6.2
6.6
5.3
5.2
5.1
6.5
5.5
6.9
5.3
5.8
12.7
16.9
7.1
7.2
iate and thermal
were considered.
listed in standard
36 KAPITEL 4. METHODEN ZUR STRAHLENHÄRTEUNTERSUCHUNG
clear Instruments and Methods in Physics Research A 593 (2008) 466–471
Fig. 5. Circles: neutron spectrum of MEDAPP with standard filter set (1 cm B4C epoxy and 3.5 cm lead), based on results of the modified MCNP simulations
(Section 2.1) and adjusted via an equalisation calculation with the measured data
from multiple foil activation (Section 3.1). Results of the transmission calculation
(Section 2.2, solid line) and the analytical fit (Section 2.3, dashed line) are shown
for comparison.
Abbildung 4.2: Das Neutronenspektrum, entnommen aus [BWRP08]. Die Bestrahlung wird mit
dem in [BWRP08] definierten Standardfilterset durchgeführt, um hauptsächlich mit schnellen
Neutronen zu bestrahlen.
detector count.
tributed by the
40 keV 103m and large uncertainties in cross-sections, errors become large
above 5 MeV.
As expected, the spectrum resulting from the transmission
calculation was very similar to the one obtained from MCNP
but exhibiting a more pronounced structure, although it lacked
the small thermal peak. Cell-flagged MCNP calculations showed
that thermal neutrons originate from moderation processes in
the collimator and can therefore not be seen in transmission
calculations.
The mean energy was determined to be 1.9(1) MeV, slightly
lower than a pure
Rh
235 U fission spectrum (2 MeV). The kerma
weighted mean energy is 2.7(2) MeV, the median energy is
1.5(1) MeV.
Simulation and measurements are consistent within
their error margins. The spectrum is shaped as expected
from simple considerations regarding materials and geometry.
This can also be seen in the analytical fit as described in
Section 2.3. After filtering, the best analytical expression for the
spectrum is
fðEÞ ¼1:24 10 20 4.2.1 Neutronenbestrahlung
per atom for thermal
s/atom s) Error Strahlenschäden (%) aus nicht-ionisierender Bestrahlung wurden durch eine Bestrahlung am FRM (II)
in München mit hauptsächlich schnellen Neutronen einer Energie von maximal 10 MeV erzeugt.
12.5Abbildung
4.2 zeigt das Spektrum. Neutronen niedrigerer Energien wurden durch Absorber
5.7herausgefiltert.
Der Neutronenfluss wurde auf Neutronen einer Energie von 1 MeV umgerechnet.
6.8Nach
[BWRP08] erreicht der Neutronenfluss am FRM (II) eine Rate von 3,2(2) · 10
5.5
6.1
5.2
5.2
E=25
Ee
9
10 8 neq
s cm2 . Damit
ergibt sich aus der Bestrahlungszeit nach Tabelle 4.1 die im folgenden Kapitel verwendeten
Bestrahlungsdosen im Bereich von 0,3 bis 1,95 · 1013 neq
cm2 . Die ionisierende Strahlendosis des
dem Neutronenfluss unterliegenden Gammahintergrundes wurde in der Größenordnung von
≈ 100 kRad/1013 neq
cm2 angegeben und ionisierende Strahlenschäden daraus dadurch unterdrückt,
dass die Sensoren nicht gebondet wurden. Die Genauigkeit der Dosimetrie wird mit 10 %
angegeben.
þ 5:88 10 6 e 4:5 10 3 = ffiffi E
p
E 0:88
þ 1:34 10 8 e E sinh ffiffiffiffiffiffi
2E
p . (17)