el telescopio de muones de ciudad universitaria (méxico, d.f.)
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Detalle sobre la actualización de la electrónica del Telescopio de Muones de la UNAM en la Ciudad de MéxicoTRANSCRIPT
EL TELESCOPIO DE MUONES DE CIUDAD UNIVERSITARIA
Presentado por: M. en C. Jess Alvarez Castillo Mxico, D.F. Septiembre de 2009
Esquema del TelescopioEl telescopio de muones trabaja conjuntamente con el monitor de neutrones como se aprecia en la figura. Este cuenta con 8 plsticos centelladores de los cuales cuatro estn en la parte superior del monitor y cuatro en la parte inferior; esto es con la finalidad de aprovechar los 13.8 cm. de espesor de plomo del monitor de neutrones.
Diagrama a Bloques del Instrumento
Detector (~160 mV)
Amplificador Discriminador (~5 V)
Mdulo de Coincidencias
Adquisidor de Datos
Sistema de DeteccinEl centellador es un plstico orgnico que produce fotones fluorescentes, cuando una partcula cargada pasa a travs de l. Sus dimensiones son de 100x100x5 cm3. Estn hechas de polyvinyl-tolueno, en las cuales hay disuelto un centellador orgnico, el P-Terphenil. El material ha sido tratado con POPOP lo cual produce un corrimiento en la longitud de onda de mxima emisin de 3800 a 4500 .Mientras el fotomultiplicador (8055 de RCA), mide la emisin de fotones. Teniendo como principio de deteccin el efecto fotoelctrico.
El principio es el siguiente los electrones liberados producen fotones dentro del plstico y estos fotones pasan al fotoctodo, el cual libera fotoelectrones. Estos electrones liberados son acelerados y lanzados sobre un arreglo multiplicador de elementos conocidos como dinodos.
Caractersticas del Fotomultiplicador
El tiempo de levantamiento de los pulsos es de 16 ns. El tiempo de difusin de los pulsos es de 40 ns. Bajo Ruido. Cuentan con una alta ganancia y estabilidad (10 dnodos de Cs-Sb).
La sensibilidad del fotoctodo es del orden de 110A/lm. La corriente obscura a un voltaje de operacin de 1 500 Volts es de 4 a 9 nA. El fotoctodo libera aproximadamente 5x10 4 fotoelectrones. Y dado que la capacitancia distribuida del circuito es de alrededor de 200 pF, se obtiene un voltaje mnimo de salida de ~ 150 mV, suficiente para la deteccin de muones.
Cmo se determino el voltaje a usar?El nmero de cuentas para cada detector individual, y en coincidencia, se obtiene como funcin del alto voltaje aplicado (ver figura). El voltaje de operacin (1 300 Volts) se fijo en la meseta del contador, donde la curva es prcticamente horizontal (0.4 % / 10 V) como se muestra en la figura.
Mesetas SuperioresMesetas S1Cuentas
Mesetas S2
Cuentas
300000 250000
1600000 1400000 1200000
Cuentas
200000 150000 100000 50000 0 1.25
Cuentas
1000000 800000 600000 400000 200000 0 1.25
1.35
1.45
1.55
1.65
1.75
1.85
1.95
1.30
1.35
1.40
1.45
1.50
1.55
1.60
1.65
1.70
1.75
Alimentacin (kV)
Alimentacin (kV)
Mesetas S3
Cuentas1200000
Mesetas S4
Cuentas
1200000 1000000
1000000
Cuentas
800000 600000 400000 200000 0 1.25
Cuentas1.35 1.45 1.55 1.65 1.75 1.85
800000
600000
400000
200000
0 1.25
1.35
1.45
1.55
1.65
1.75
1.85
1.95
Alimentacin (kV)
Alimentacin (kV)
Mesetas InferioresMesetas I1Cuentas
Mesetas I2
Cuentas
300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 1.25
120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 1.25
# de Cuentas
Cuentas
1.35
1.45
1.55
1.65 Alim entacin (KV)
1.75
1.85
1.95
1.30
1.35
1.40
1.45
1.50
1.55
1.60
1.65
Alimentacin (kV)
Mesetas I3
Cuentas
Mesetas I4
Cuentas
500000 450000 400000 350000
300000 250000
Cuentas
300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 1.25 1.35 1.45 1.55 1.65 1.75
Cuentas
200000 150000 100000 50000 0 1.25
1.35
1.45
1.55
1.65
1.75
1.85
Alimentacin (kV)
Alimentacin (kV)
Amplificador - DiscriminadorEl pulso que sale del fotomultiplicador es amplificado o atenuado, ya que estos contienen limitadores de altura de pulso y un discriminador. Los pulsos son recortados a una amplitud mxima de 350 mV por el limitador de altura. El discriminador excluye pulsos por debajo de 250 mV (canal 50 en la figura).
Circuito Elctrico
Espectros SuperioresS1-21/04/2009 (200 Ohms)# de Cuentas x 100 / 20 Min # de Cuentas x 100 / 20 Min 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales
S2-20/04/2009 (200 Ohms)
S3-21/04/2009 (200 Ohms)# de Cuentas x 100 / 20 Min # de Cuentas x 100 / 20 Min 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75
S4-17/04/2009 (200 Ohms)
100 125
150
175
200 225
250
275 300
325
350 375
400
# de Canales
Espectros SuperioresS1-21/04/2009 (225 Ohms)# de Cuentas x 100 / 20 Min # de Cuentas x 100 / 20 Min 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales
S2-20/04/2009 (225 Ohms)
S3-21/04/2009 (225 Ohms)# de Cuentas x 100 / 20 Min # de Cuentas x 100 / 20 Min 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75
S4-17/04/2009 (225 Ohms)
100 125
150
175
200 225
250
275 300
325
350 375
400
# de Canales
Espectros SuperioresS1-21/04/2009 (250 Ohms)# de Cuentas x 100 / 20 Min # de Cuentas x 100 / 20 Min 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales
S2-20/04/2009 (250 Ohms)
S3-21/04/2009 (250 Ohms)# de Cuentas x 100 / 20 Min # de Cuentas x 100 / 20 Min 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75
S4-17/04/2009 (250 Ohms)
100 125
150
175
200 225
250
275 300
325
350 375
400
# de Canales
Espectros InferioresI1-22/04/2009 (200 Ohms)80 # de Cuentas x 100 / 20 Min# de Cuentas x 100 / 20 Min 80 70 60 50 40 30 20 10 0
I2-22/04/2009 (200 Ohms)
70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales
0
25
50
75
100 125
150 175
200 225
250 275 300
325 350 375 400
# de Canales
I3-22/04/2009 (200 Ohms)80 # de Cuentas x 100 / 20 Min 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales # de Cuentas x 100 / 20 Min 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75
I4-21/04/2009 (200 Ohms)
100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales
Espectros InferioresI1-22/04/2009 (225 Ohms)80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales
I2-22/04/2009 (225 Ohms)
# de Cuentas x 100 / 20 Min
# de Cuentas x 100 / 20 Min
I3-22/04/2009 (225 Ohms)80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75
I4-21/04/2009 (225 Ohms)
# de Cuentas x 100 / 20 Min
# de Cuentas x 100 / 20 Min
100 125
150
175
200 225
250
275 300
325
350 375
400
# de Canales
Espectros InferioresI1-22/04/2009 (250 Ohms)80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales
I2-22/04/2009 (250 Ohms)
I3-22/04/2009 (250 Ohms)80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75
# de Cuentas x 100 / 20 Min
# de Cuentas x 100 / 20 Min
I4-21/04/2009 (250 Ohms)
# de Cuentas x 100 / 20 Min
# de Cuentas x 100 / 20 Min
100 125
150 175
200
225 250
275
300 325
350 375
400
# de Canales
Espectros Seleccionados SuperioresS1-22/04/2009 (200 Ohms)80 # de Cuentas x 100 / 20 Min
S2-22/04/2009 (250 Ohms)80 # de Cuentas x 100 / 20 Min 70 60 50 40 30 20 10 0
70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales
0
25
50
75
100 125 150 175 200 225 250 # de Canales
275 300 325 350 375 400
S3-22/04/2009 (250 Ohms)80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales
S4-22/04/2009 (225 Ohms)80 # de Cuentas x 100 / 20 Min 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales
# de Cuentas x 100 / 20 Min
Espectros Seleccionados InferioresI1-22/04/2009 (200 Ohms)80 # de Cuentas x 100 / 20 Min 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales # de Cuentas x 100 / 20 Min 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales
I2-22/04/2009 (250 Ohms)
I3-22/04/2009 (200 Ohms)80 # de Cuentas x 100 / 20 Min 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 # de Canales # de Cuentas x 100 / 20 Min 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100
I4-22/04/2009 (250 Ohms)
125
150 175
200
225
250 275
300
325
350 375
400
# de Canales
Geometra del Instrumento
El telescopio de muones se basa en las coincidencias. Y debido a su geometra es capaz de detectar tanto la componente dura, como la blanda de la radiacin csmica.
Parmetros Geomtricos e Intensidades EsperadasParmetro Tericos Calculados por el Dr. Otaola Q.E.D.
Direccin Z
ngulo slido
Cuentas esperadas (x 106 /hr) 2.1 0.3 0.3 0.3 0.3 3.3
Rigidez media de respuesta (GV) 40.2 57.6 57.6 57.6 57.6
Nmero de coincidencias dobles 4 2 2 2 2 12
Vertical 45 Norte 45 Este 45 Oeste 45 Sur Total
3.30 0.85 0.85 0.85 0.85 6.70
Muchas Gracias por su Atencin!