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Office of Scientific and Technical Information

Title: Measurements with silicon photomultipliers of dose-rate effects in the radiation damage of plastic scintillator tiles in the CMS hadron endcap calorimeter

Journal Article · · Journal of Instrumentation
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Measurements are presented of the reduction of signal output due to radiation dam-age for two types of plastic scintillator tiles used in the hadron endcap (HE) calorimeter of the CMS detector. The tiles were exposed to particles produced in proton-proton(pp) collisions at the CERN LHC with a center-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to a delivered luminosity of 50 fb–1. The measurements are based on readout channels of the HE that were instrumented with silicon photomultipliers, and are derived using data from several sources: a laser calibration system, a movable radioactive source, as well as hadrons and muons produced in pp collisions. Results from several irradiation campaigns using 60Co sources are also discussed. The damage is presented as a function of dose rate. Within the range of these measurements,for a fixed dose the damage increases with decreasing dose rate.

Research Organization:
Univ. of Colorado, Boulder, CO (United States); Univ. of Rochester, NY (United States); Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP); National Science Foundation (NSF); Kavli Foundation; Nvidia Corporation; SuperMicro Corporation; Welch Foundation; Weston Havens Foundation
Contributing Organization:
The CMS collaboration; The CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
SC0010005; SC0008475; AC02-07CH11359; C-1845
OSTI ID:
1630722
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1637513; OSTI ID: 1670168
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-20-213-CMS; arXiv:2001.06553; CMS-PRF-18-003; CERN-EP-2019-266; TRN: US2201635
Journal Information:
Journal of Instrumentation, Vol. 15, Issue 06; ISSN 1748-0221
Publisher:
Institute of Physics (IOP)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (46)

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Rigorous experimental confirmation of a theoretical model for diffusion-limited oxidation journal January 1992
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The CMS trigger system text January 2017
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Predicting Polymer Degradation and Mechanical Property Changes for Combined Radiation-Thermal Aging Environments journal January 2018
Geant4—a simulation toolkit
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Photo-oxidation of thick polymer samples—Part II: The influence of oxygen diffusion on the natural and artificial weathering of polyolefins journal January 1982
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LHC Machine journal August 2008
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Figures / Tables (19)