The XBPF, a new multipurpose scintillating fibre monitor for the measurement of secondary beams at CERN

Ortega, I.; Fosse, Loic; Franchi, Jimmy; Frassier, Alexandre; Fullerton, J.; Král, J.; Lauener, Joel; Schneider, Thomas; Tranquille, G.

doi:10.1016/j.nima.2019.162996

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“…The momentum selection comes with a (sometimes quite important) reduction of the overall rate. In case of slowly extracted or low rate beams, a momentum spectrometer made of tracking devices (such as fast wires or scintillating fiber monitors [126]) can offer a particle-by-particle momentum reconstruction with a resolution down to 2.5%, depending on the spatial resolution of the tracking devices employed. These techniques are discussed, for example, in Refs.…”

Section: Momentum Selection and Final Focusing Stagesmentioning

confidence: 99%

Design and Diagnostics of High-Precision Accelerator Neutrino Beams

et al. 2021

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Neutrino oscillation physics has entered a new precision era, which poses major challenges to the level of control and diagnostics of the neutrino beams. In this paper, we review the design of high-precision beams, their current limitations, and the latest techniques envisaged to overcome such limits. We put emphasis on “monitored neutrino beams” and advanced diagnostics to determine the flux and flavor of the neutrinos produced at the source at the per-cent level. We also discuss ab-initio measurements of the neutrino energy–i.e., measurements performed without relying on the event reconstruction at the ν detector–to remove any flux induced bias in the determination of the cross sections.

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Section: Momentum Selection and Final Focusing Stagesmentioning

confidence: 99%

Design and Diagnostics of High-Precision Accelerator Neutrino Beams

et al. 2021

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“…Die Fehler, wie nicht aufgezeichnete Treffer und Crosstalk, sind hier zwar gering, aber noch vorhanden und gleichen sich zufällig annähernd aus. Eine ToT-Messung könnte darüber hinaus Aussagen über die aktuelle Ionenart ermöglichen, wie es beispielsweise in [82] genutzt wird. Dies könnte zu einer weiteren Verifikation des aktuellen Strahls genutzt werden, sowie mögliche Verunreinigungen darin aufdecken.…”

Section: Strahlprofil / Strahlfleckunclassified

Entwicklung eines Profilmonitors auf Szintillationsfaser-Basis für Ionenstrahlen niedriger Intensität am Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum

Hermann

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Das Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT) stellt Protonen-, Helium- und Kohlenstoff-Ionenstrahlen unterschiedlicher Energie und Intensität für die Krebsbehandlung und Sauerstoff-Ionenstrahlen für Experimente zur Verfügung. Der hierfür verwendete Beschleuniger ist darüber hinaus in der Lage auch Ionenstrahlintensitäten unterhalb der für Therapien verwendeten bereitzustellen. Allerdings ist das derzeit installierte Strahldiagnosesystems nicht in der Lage, das Strahlprofil bei solchen geringen Intensitäten (< 10^5 Ionen/s) zu messen. Dabei existieren mögliche medizinische Anwendung für diese niederintensiven Ionen-strahlen, wie beispielsweise eine neuartige und potentiell klinisch vorteilhafte Bildgebung: die Ionenradiographie. Eine essentielle Voraussetzung für diese und andere Anwendungen ist ein System zur Überwachung von Ionenstrahlen niedriger Intensität. Ein solches System wurde im Rahmen dieser Arbeit konzipiert, realisiert, getestet und optimiert. Das Funktionsprinzip basiert auf szintillierenden Fasern, insbesondere solchen mit erhöhter Strahlungshärte für die Möglichkeit einer dauerhaften Platzierung im Therapiestrahl. Ein diese Fasern durchlaufendes Ion regt den darin enthaltenen Szintillator durch Stoßprozesse kurzzeitig an. Die dabei deponierte Energie wird anschließend in Form von Photonen wieder emittiert. Silizium-Photomultiplier sind an den Enden der Fasern montiert und wandeln die Photonensignale in verstärkte elektrische Impulse um. Diese Impulse werden von einer neuartigen und dedizierten Ausleseelektronik aufgezeichnet und verarbeitet. Ein Prototypaufbau, bestehend aus den genannten Teilen, wurde im Strahl getestet und kann das transversale Strahlprofil erfolgreich im Intensitätsbereich von 10^7 Ionen/s bis hinunter zu 10^2 Ionen/s aufzeichnen. Darüber hinaus konnte, durch die erfolgreiche Ankunftszeitmessung von einzelnen Ionen bis zu Intensitäten von 5*10^4 Ionen/s, ein Machbarkeitsnachweis für die Messung der Spur von einzelnen Teilchen erbracht werden.

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