Bestrahlungstests von klaren Fasern

Für die Messung der Transparenz der klaren Fasern wurden die folgenden Messungen grundsätzlich mit einem unbestrahlten Detektor aus Kuraray SCSF-78M Fasern als Referenzdetektor durchgeführt. Für die einzelnen Messungen wurden also jeweils nur die klaren Fasern ausgetauscht.
Die klaren Fasern wurden in Schritten von 1 Mrad bestrahlt. In Abbildung 3.18 ist die gemessene Anzahl Photoelektronen als Funktion der Bestrahlung dargestellt.

Abbildung 3.18: Transparenz klarer Fasern als Funktion der Bestrahlung. Nach jedem Bestrahlungsschritt wurde die Lichtausbeute mehrmals gemessen, um gegebenenfalls auftretende Erholungseffekte zu messen. Für die Messung der Photoelektronenzahl wurde immer derselbe unbestrahlte Detektor aus Kuraray SCSF-78M Fasern verwendet.

Das Auslesen der szintillierenden Fasern mit den Lichtleitern von Kuraray liefert mit 6,1 Photoelektronen die größte Lichtausbeute. Diese geht jedoch bereits nach einer Bestrahlung mit 1 Mrad deutlich herunter. Die Abnahme nach den weiteren Bestrahlungseinheiten ist nur gering.

Ein sehr interessantes Verhalten zeigen die klaren Fasern von PolHiTech. Mit 4,3 Photoelektronen ist die ursprüngliche Lichtausbeute erheblich geringer als bei der Auslese mit Lichtleitern von Kuraray. Nach den einzelnen Bestrahlungsschritten zeigen die Lichtleiter von PolHiTech zunächst eine deutliche Abnahme der Transparenz. Nach einer gewissen Zeit steigt die Lichtausbeute jedoch wieder auf den ursprünglichen Wert von 4,3 Photolelektronen. Diese dazu notwendigen ``Erholungszeiten'' steigen mit der Bestrahlung an. Sind nach einer HERA-B-Jahresdosis nur 72 h notwendig, um den alten Wert wieder zu erreichen, so erhöhen sich diese Zeiten auf 120 h nach zwei und 770 h nach drei Jahresdosen.

Besonders deutlich wird dieses Phänomen der Erholung bei den Lichtleitern von PolHiTech, wenn man die relative Lichtausbeute als Funktion der Bestrahlung aufträgt (Abbildung 3.19). Nach den oben genannten Erholungszeiten erreicht die klare PolHiTech-Faser wieder den vollen Wert ihrer ursprünglichen Transparenz.

Abbildung 3.19: Relative Lichtverluste bei Transmission in klaren Fasern als Funktion der Bestrahlung. Für die Messung der relativen Lichtausbeute wurde immer derselbe unbestrahlte Detektor aus Kuraray SCSF-78M Fasern verwendet.

Eine Bestrahlung der klaren Fasern in $\rm {N_2}$-Atmosphäre führt wie schon bei den szintillierenden Fasern zu ausgeprägteren Strahlenschäden.