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Institut für Kern- und Hadronenphysik Testing Novel TOF Detectors @ ELBE STATUS REPORT F. Dohrmann, E. Grosse, K. Heidel, B. Kämpfer, R. Kotte, L.Naumann Forschungszentrum Rossendorf Institut für Kern- u. Hadronenphysik September 2004

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Institut für Kern- und Hadronenphysik

Testing Novel TOF Detectors @ ELBE

STATUS REPORT

F. Dohrmann, E. Grosse, K. Heidel, B. Kämpfer, R. Kotte, L.Naumann

Forschungszentrum RossendorfInstitut für Kern- u. Hadronenphysik

September 2004

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Institut für Kern- und Hadronenphysik

Radiation Source ELBERadiation Source ELBE

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Institut für Kern- und Hadronenphysik

Beam Parameters

• Energy 20 MeV (40 MeV in 2005)• Currents up to 1 mA• Micro beam structure:

– Standard mode: <10 ps bunches in 77 ns intervals (13 MHz)

– Intervals may be digitally sparsified (2,4,…256)

– or shortened up to 260 MHz (factor of 20)

• Macro beam structure– smallest repetition rate 38 ms

• No multi user mode possible

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Institut für Kern- und Hadronenphysik

Beam Parameters

• Ideal scenario: direct use of very low intensity primary electron beam ( 103 e- /s)

• However: beam diagnostics currently limits controllable beam current to 1 A ( ie 1013 e- /s)

scattering experiment

• 10 nA up to 100 nA on thin target foil or diamond.

• Detect scattered e- to study background and intensities.

• Simulations with FLUKA and Geant4

scattering chamber

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Institut für Kern- und Hadronenphysik

GoniometerchamberSetup

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Institut für Kern- und Hadronenphysik

Goniometer Target HolderSetup

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Institut für Kern- und Hadronenphysik

Radiation Physics CaveRadiation Physics Cave

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Institut für Kern- und Hadronenphysik

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Institut für Kern- und Hadronenphysik

Radiation Physics CaveRadiation Physics Cave

e- energy distrib for 10 m Al =40—50o

Eekin/GeV

Simulation(FLUKA) by B. Naumann, FZR

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Institut für Kern- und Hadronenphysik

Radiation Physics CaveRadiation Physics Cave

e- energy distrib for 10 m Al =40—50o

Eekin/GeV

energy distrib for 10 m Al =40—50o

Simulation (FLUKA) by B. Naumann, FZR

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Classic Data from Hofstadter(I) PR 92, 978 (1953)

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Classic Data from Hofstadter(II) PR 92, 978 (1953)

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Institut für Kern- und Hadronenphysik

Background Studies

First measurements in summer 2004

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Institut für Kern- und Hadronenphysik

Outlook

• Time reference with scintillators– Fast reference scintillators

with XP2020 PMTs

• Prepare RPC tests– contacted RPC developers at

Coimbra, GSI and INR Moscow

• Hardware installation– First RPC prototype

obtained for testing– Gas system installation

(iso-Butane, SF6, R134a) for RPC tests in cave and lab

– Readout electronics, triggermodules, RIOs etc.

• In addition will setup a dedicated cave for testing in 2005