Simulation studies of the Moliere radius for EM calorimeter materials

Abstract

The Monte-Carlo calculations of the Moliere radius (RM) for some homogeneous and heterogeneous media used in electromagnetic calorimetry in the energy range from 50 MeV to 10 GeV are presented in detail. The obtained results, the uncertainties in determining RM, estimations of the absorbed energy, methods for approximating the absorbed energy, and the accuracy of the results are discussed as well. Some RM are shown for calorimeter prototypes of the Spin Physics Detector experiment (SPD). A one-parameter function of the Moliere radius dependence on the absorber-scintillator thickness ratio is obtained.

Представлені детальні обчислення методом Монте-Карло радіуса Мольєра (RM) для деяких гомогенних і гетерогенних середовищ, що використовуються в електромагнітній калориметрії в діапазоні енергій від 50 МеВ до 10 ГеВ. Обговорюються отримані результати, невизначеності опису RM, оцінки поглиненої енергії, методи апроксимації поглиненої енергії, точність результатів. Наведено RM для прототипів калориметра експерименту SPD. Отримано однопараметричну функцію залежності радіуса Мольєра від співвідношення товщин поглинача та сцинтилятора.

Представлены детальные вычисления методом Монте-Карло радиуса Мольера (RM) для некоторых гомогенных и гетерогенных сред, используемых в электромагнитной калориметрии в диапазоне энергий от 50 МэВ до 10 ГэВ. Обсуждаются полученные результаты, неопределенности описания RM, оценки поглощенной энергии, методы аппроксимации поглощенной энергии,точность результатов. Приведены RM для прототипов калориметра эксперимента SPD. Получена однопараметрическая функция зависимости радиуса Мольера от соотношения толщин поглотителя и сцинтиллятора.