Nemčija – Instrumenti za preverjanje fizikalnih značilnosti – V391 Imaging u. Diff. Detector System

V okviru raziskovalnega projekta naj bo mobilna merilna postaja za kombinirano neutronodifrakcijo in neutronsko slikanje, namenjena uporabi v raziskavah trdnih baterij, nameščena na Inštitutu Laue-Langevin v Grenoblu. Za to merilno postajo je potrebno pridobiti neutronski detektor in chopper sistem, vključno s programsko opremo in delovnim mestom za slikanje. V nadaljevanju so navedene potrebne zahteve in iz tega izhajajoče specifikacije opreme. Razpisano je:

1. Detektor za slikanje z neutroni

• Optična ločljivost - Detektor mora doseči vsaj ločljivost 1M pikslov, oz. pri aktivni površini 20 mm x 20 mm učinkovito velikost piksla 20μm x 20μm. Ta vrednost je možno doseči z nadločljivostjo. Pri tem mora senzor imeti vsaj 256x256 fizikalnih pikslov.

• Zamenljivi scintilator - Detektor bo morda uporabljen na različnih beam-lines, zato mora biti scintilator zamenljiv, da se lahko optimizira učinkovitost ali prostorska ločljivost. Pri dodanih scintilatorjih mora biti dosežena vsaj 50% učinkovitost pri 4Å, pri prostorski ločljivosti vsaj 30μm (oz. 60μm line-pairs pri 10% modulacijskega prehoda).

• Premočnost - Končni sistem mora biti premoč, da se lahko meri na različnih inštitutih, ter da je zagotovljen lahek sestavljanje in razstavljanje. Detektor naj ne tehta več kot 30 kg, naj je odporen na trke in prevožen v pripadajočem koferju.

• Zahteve za kamero - Da bi dosegli fleksibilnost, ter kompakten in lahko dizajn, naj bo izhod preko kamere, ki šteje posamezne fotone. Primeri so Timpix3 bazirane kamere (Telesto podjetja ASI) ali event kamere Prohesee, povezane z MCP slikalnimi povečalniki. Pri tem mora kamera izpolniti naslednje kriterije:

- Pri valovnih dolžinah 400nm – 550nm mora doseči vsaj 15% kvantno učinkovitost (v povprečju).

- Očutljivost na posamezne fotone, npr. MCP slikalni povečalniki v Chevron konfiguraciji.

- Velikost senzorja največ 30 mm x 30 mm za uporabo komercialno dostopnih objektivov.

- Kamera mora imeti C-mount ali M-mount povezavo za komercialne objektive.

- Kontinuirana pixel event rate v listmode formatu naj doseže vsaj 40 MHz.

- Pixel izhod/ mrtvi čas naj ne preseže 1 μs.

- Za enostavno integracijo naj kamera omogoča podatkovno prenos preko Ethernet povezave.

- Podatkovni paketi naj so časovno nastavljivi od 0,1s do 10s na podatkovni paket.

- Kontinuirano snemanje podatkov brez podatkovnih vrzel.

- Snemanje zunanjih trigger signalov za sinhronizacijo z vsaj 1 μs časovno ločljivostjo za aplikacije z Time-Of-Flight neutroni.

- Časovno označevanje posameznih pikslov z vsaj 1 μs časovno ločljivostjo.

2. Neutronski chopper sistem

- Fermi chopper sistem do 20Hz vrtilne frekvence.

- 3D tiskani BPE večkanalni chopper vložek.

- BPE vložek s premerom 100 mm in večkanalno strukturo iz 0,5 mm x 0,5 mm kanalov na površini 30 mm x 30 mm.

- Energijska ločljivost vsaj 10% pri 4Å in letni poti 10 m.

- Motor in kontroler vključena.

3. Strežnik in programska oprema

- Podpora operacijskega sistema: Ubuntu 22.04 LTS

- Avtomatska redukcija podatkov, ki jo je možno zunanje aktivirati in neutronska dogodka v list-mode ter v Tiff stekih za monokromatske in Time-of-Flight neutronska merjenja.

- Nastavitve parametrov:

o Pulse-Shape Diskriminacija za neutron/gamma

o Pulse-Height Diskriminacija za neutron/gamma

o Prilagoditvena možnost parametrov za različne scintilatore: Optimizacije za prostor ali časovno ločljivost in trigger učinkovitost morajo biti možne, da se lahko sistem prilagodi pri zamenjavi scintilatorja.

- Programska posodobitva (posodobitve, popravila napak, izboljšanje izvajanja ene verzije) brezplačno vsaj v okviru jamstva

- Programska nadgradnja (razširitev, nove funkcije, morda nova struktura) brezplačno vsaj v okviru jamstva

- Stranska kontrola/programiranje kamere/datotek

4. Dovoljeni dostavni predmeti

- Dokumentacija: Programska dokumentacija in 3D modeli kamere v STEP formatu

- Uporabniška navodila (angleško)