Fazit der Labormessungen

Die Messungen der Lichtausbeute im Labor gaben klar den Anlaß zu der Hoffnung, daß ein Faserdetektor bei HERA-B auch nach Lichtverlusten von 55 % durch Strahlenschäden an szintillierenden und klaren Fasern genügend Licht liefert, um eine ausreichende Effizienz auch nach einer Betriebszeit von 3 Jahren zu gewährleisten.

Die Tests im Labor ließen aber auch mehrere Fragen unbeantwortet:

• Sind die durch die Bestrahlung bei der BASF verursachten Strahlenschäden eine realistische Simulation der im Betrieb bei HERA-B auftretenden Schäden?
  Die Testdetektoren und Lichtleiter wurden mit einer Dosisleistung von typisch 50 krad/h bestrahlt. Es kann nicht ausgeschlossen werden, daß Strahlenschäden beim Betrieb in HERA-B, wo eine Dosisleistung von 0,4 krad/h erwartet wird, grundsätzlich anders aussehen. Diese Frage kann jedoch nur bei einem tatsächlichen Langzeitbetrieb bei HERA-B beantwortet werden.
• Wie groß ist die Lichtausbeute für einen Detektor mit ``HERA-B-Geometrie'' im Betrieb mit hochenergetischen Teilchen?
  Skaliert man für die beste Kombination aus szintillierenden und klaren Fasern die Zahl der gemessenen Photoelektronen mit dem Verhältnis des szintillierenden Materials pro Auslesestraße in beiden Geometrien, so erwartet man bei sieben Fasern 14 Photoelektronen für unbestrahlte Fasern. Legt man die durchgeführten Alterungsmessungen zugrunde, so reduziert sich diese Zahl nach drei Jahren Betrieb auf immerhin noch 5,5 Photoelektronen. Diese Zahlen stellen jedoch eine optimistische Abschätzung dar, denn durch die Vielfachstreuung des niederenergetischen Elektrons der Sr-Quelle ist der effektive Weg innerhalb der szintillierenden Fasern größer als bei einem hochenergetischen Teilchen.
• Wie groß sind die Signale, die durch Cerenkovlicht in den klaren Fasern erzeugt werden, und wie häufig treten diese auf?
  Die bis zu 3 m langen klaren Fasern, die das Szintillationslicht von den Detektormodulen zu den Photomultipliern leiten, überdecken den Akzeptanzbereich des Äußeren Spurkammersystems, in dem immer noch eine hohe Teilchenflußdichte herrscht. Das in den klaren Fasern erzeugte Cerenkovlicht, dessen Öffnungswinkel innerhalb des Akzeptanzbereichs für den Lichteinfang in der klaren Faser liegt, wird zum Photomultiplier geleitet und dort als Signal registriert. Um bei häufig auftretenden Signalen dieser Art dadurch ``vorgetäuschte'' Teilchendurchgänge zu unterdrücken, müssen durch eine angepaßte Schwelle diese Signale abgeschnitten werden. Da dadurch natürlich auch Signale aus ``echten'' Teilchendurchgängen abgeschnitten werden, sinkt die Effizienz des Detektors.

Die Beantwortung der letzten beiden Punkte stand im Vordergrund eines Tests bei HERA-B.