IEKP-KA/2013-8 - Institut für Experimentelle Kernphysik - KIT

3.2. Der Flugzeitdetektor (TOF) 17
Abbildung 3.2.: Schematische Zeichnung einer TRD Lage aus 20 mm dickem Radiatorvlies
und Proportionaldrahtkammerröhrchen zum Nachweis von Übergangsstrahlung
[19].
halb und zwei unterhalb der Magnetstruktur angebracht, wobei die Szintillatorstreifen für
zwei Lagen um 90 Grad zueinander gedreht sind um eine x-y-Ortsauflösung zu erreichen.
An beiden Enden der Szintillatorstreifen sind Photomultiplier angebracht. In Abbildung
3.3 ist der Flugzeitdetektor vor seinem Einbau in das AMS-02 Instrument zu sehen.
Abbildung 3.3.: Foto der oberen und unteren Lagen des Flugzeitdetektors vor dem Einbau
[20].
Passiert ein geladenes Teilchen das szintillierende Material des Detektors werden dessen
Moleküle angeregt und fallen durch schnelle Emission (τ ∼ 10 −8 s) eines charakteristischen
Photons in ihren Grundzustand zurück. Das entstehende Licht wird durch Lichtleiter zu
den Photomultiplieren an den Enden der Szintillatorstreifen geleitet. Ein solcher Szintillatorstreifen
ist in Abbildung 3.4 zu sehen. Durch die Photomultiplier wird ein Signal zur
Zeitmessung ausgelöst bzw. gestoppt. Der Flugzeitdetektor arbeitet also wie eine Stoppuhr
mit einer Genauigkeit von 150 ps und kann damit die Geschwindigkeit von Teilchen mit bis
zu 98% der Lichtgeschwindigkeit bestimmen [20]. Dadurch kann auch die Durchflugrichtung
des Teilchens bestimmt werden, die zur Bestimmung des Ladungsvorzeichens durch
den Spurdetektor benötigt wird.
Außerdem kann durch die Intensität der charakteristischen Fluoreszensstrahlung die Energieabgabe
pro Weglänge dE/dx des durchdringenden Teilchens und damit seine Ladung
bestimmt werden.
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