pdf - Institut für Experimentelle Kernphysik

4.1. TEST DER NEUEN MF2-MODULE IM TESTSTAND FÜR KOSMISCHE MYONEN 47
4.1.4 Betriebstest
4.1.4.1 Einstellung der Betriebsparameter
Nach der Herstellung der Detektoren wurden sie mit einem Gasgemisch aus Neon und DME im Mischungsverhältnis
Ne:DME 40:60 gefüllt. Danach erst konnten sie langsam auf hohe Spannungen gebracht
werden. Es sollten damit Defekte in den Substraten und der GEM-Folie beseitigt werden. (burnin-Phase).
Dabei sollten elektrische Überschläge dafür sorgen, daß Verunreinigungen verdampft und
mit dem durchströmenden Gas weggespült werden. Es ging dabei also hauptsächlich darum, die Kathodenspannungen
und die Potentialdifferenz zwischen den GEM-Folien auf möglichst hohe Spannungen
zu bringen.
Danach wurden die Detektoren bei normalen Spannungen betrieben:
burn-in normal
Drift 3000 3000
GEM oben 1600 1580
GEM unten 1200 1200
Kathoden 550 450
Tabelle 4.1: maximale und normale Betriebsspannungen in V
Nachdem die Elektronik ausführlich getestet wurde, und die Detektoren mit dem Gassystem und der
Hochspannungsversorgung verbunden wurden, konnte mit der Datennahme mit kosmischen Myonen
begonnen werden.
Mit dem Teststand wurde eine mittlere Ereignisrate von 0,4Hz erreicht. So wurden bei einem Testlauf
in 5 Tagen ca. 170.000 Ereignisse aufgenommen. Dies entspricht einer Datenmenge (bei 4 ausgelesenen
Detektoren) von 1,4GByte.
Alle Verteilungen beziehen sich auf den Cluster im Ereignis mit der größten Ladung.
4.1.4.2 Signalverteilungen
Abb. 4.4 a) zeigt eine typische Signal- über Rauschverteilung für den Detektor MF2-19. Es wurde
dabei die TDR-Definition verwendet, da diese im Idealfall eine Landau-Verteilung liefern sollte. Die
gemessene Verteilung ist im Bereich zwischen den Werten 36 und 200 mit einer Landauverteilung
sehr gut verträglich.
Die Verschiebung des Maximums zu höheren Werten und die Verbreiterung der Verteilung bei größeren
Clustern sind in Abb.4.4b) gut zu sehen. Der Grund ist, daß große Cluster im Mittel auch eine größere
Ladung haben. Dadurch verschiebt sich das Maximum nach rechts. Die Verteilung wird dadurch breiter,
denn diejenigen Verteilungen mit großem Maximum liefern auch die Beiträge für die Ausläufer
der Gesamtverteilung.
4.1.4.3 Clustergröße
Für das Gasgemisch Ne:DME ist eine mittlere Clustergröße von 2,2 Streifen normal [30]. Bei diesen
Messungen (siehe Abb.4.5) beträgt sie allerdings 3,5 bei MF2-11 und gar 3,9 bei MF2-19. Dies kann
man nur dadurch erklären, daß auch einige schräge Spuren gemessen wurden, die deshalb eine größere
Ladungswolke im Gas erzeugt haben, und daß die Detektoren bei relativ hohen Spannungen betrieben
wurden.