LYSO Kristall 4x4x22 mm als Szintillator und Kalibrierquelle

[Kermit]

Hier hat sich mal jemand in einer Bachelorarbeit ziemlich ausführlich mit LYSO beschäftigt,
eventuell hilt das ja weiter: Seite 42-53

https://www.uni-giessen.de/de/fbz/fb07/fachgebiete/physik/institute/iipi/arbeitsgruppen/ag-brinkmann/forschung/theses/BSc%20Tchitnga

Grüße kermit

[DL8BCN]

Hallo Kermit, danke für die Info.
Habe das eben mal quergelesen.
Ich denke für uns Hobbyisten wird es schwierig mit den LYSO Kristallen etwas nützliches zu bauen.
Vielleicht könnte es mit einem SIPM gehen.
Da habe ich aber noch gar keine Erfahrungen mit.

[DL8BCN]

Was noch hilfreich sein könnte:
Wenn der anzukoppelnde Kristall wesentlich kleiner ist, als der Sensor( PMT etc.) wie sollte die ungenutzte Fläche des Sensors abgedeckt werden?
Mattschwarz, also nichtreflektierend oder weiß, oder gar spiegelnd?
Dasselbe Problem in umgekehrter Richtung (Kristall ist größer als PMT) hatte ich ja kürzlich.
Auch das macht offensichtlich Probleme.
Anbei ein paar Bilder, tlw. mit UV Licht.
Das Spektrogramm zeigt die Kristalle angekoppelt an einen Hamamatsu R1307 bei 1000V.
Er zählt knapp 350cps an Eigenaktivität, aber ohne die Lu-176 Peaks zu zeigen 

[DL8BCN]

Hat noch jemand eine Idee, wie man die LYSO Kristalle bzw. den 5x5 Stack sinnvoll nutzen kann?
Der RC102 zeigt in direktem Kontakt mit dem Kristallwürfel 0,27μSv/h( +-15%) an. Mit 8mm Plexiglas als Betaschirm sind es immerhin noch 0,15 μSv/h (+-15%).
Das Lutetium lässt sich also deutlich nachweisen.
Das gelingt mir mit Lutetiumoxidpulver nicht.
Auch der Berthold LB1210B zeigt eine deutliche Erhöhung der Zählrate.

[DL8BCN]

Hallo, ich bin nun dazu gekommen das erste Mal mit einem SIPM zu experimentieren.
Ich hatte mir bei Mouser ein paar ONSEMI 60035 bestellt.
Diese sind 6mmx6mm groß (klein) und erlauben es gerade noch dünne Drähte unter einer Stereolupe an die Kontakte anzulöten.
Die erste Herausforderung ist die Identifikation der Anode.
Da muss man das Datenblatt wälzen.
Es ist das Lötpad mit einer kleinen Aussparung als Markierung.
Schräg gegenüber ist dann die Kathode.
Insgesamt gibt es 4 Lötpads an jeder Seite des Chips.
Einer ist nicht beschaltet und einer bezeichnet sich als "fast output".
Den benötigt man in der Regel auch nicht.
Im Grunde ist es also eine Diode.
Bias-Spannung ist knapp 30V.
Ich verwende 29V.
Ich habe nun einen bedrahteten SIPM mit optischen Fett an den LYSO-Kristall geklebt, das ganze mit Teflonband umwickelt und mit selbstklebendem Aluband lichtdicht umhüllt.
Plus an die Kathode und Minus an die Anode.
Über einen 1kOhm Widerstand koppele ich die Impulse aus.
Nun ergibt sich folgendes Bild:
Auf dem Oszilloskop sind sehr viele kurze Peaks zu sehen.
Ein angeschlossener LM386 NF-Verstärker rauscht und knistert.
Dies sind offensichtlich die Lichtimpulse die aus der Eigenaktivität der LYSO-Kristalle resultieren.
Wenn ich nun etwas strahlendes in die Nähe bringe, sehe ich aber leider keine Erhöhung der Zählrate.
Ich hatte Thoriumelektroden verwendet und eine Vase mit Uranglasur und einen alten Wecker mit Leuchtziffern.
Das ist nun ziemlich enttäuschend, weil LYSO immer als sehr gutes Szintillatormaterial beschrieben wird.
Man muss dann nur halt das Eigenrauschen als Background subtrahieren.
Vielleicht muss ich das Thema LYSO nun doch ad acta legen.
Es bleibt eine schöne, teure Kalibrierquelle

Edit: Gestern habe ich noch mal etwas verändert.
Ich hatte den SIPM auf die Oberseite des 5x5 Stacks der 4mmx4mmx22mm LYSO-Stäbchen angekoppelt.
Das heißt ganz viel Szintillatorfläche ungenutzt bei dem 6mmx6mm SIPM.
Nun habe ich den 5x5 Stack zerlegt und nur 4 Stäbchen verwendet. Also 8mmx8mmx22mm.Das Ergebnis unterscheidet sich nicht. Ich habe allerdings komplett ohne Vorverstärker gearbeitet, das heißt das Signal an der Anode ausgekoppelt, wo der 1kOhm Widerstand gegen Masse angeschlossen ist. Nun muss ich mal schauen wegen anderem Szintillatormaterial und der weiteren Auswerteelektronik.