J 2025

Characterization of more than three years of in-orbit radiation damage of SiPMs on GRBAlpha and VZLUSAT-2 CubeSats

ŘÍPA, Jakub; Marianna DAFČÍKOVÁ; Pavel KOSÍK; Filip MÜNZ; Masanori OHNO et. al.

Základní údaje

Originální název

Characterization of more than three years of in-orbit radiation damage of SiPMs on GRBAlpha and VZLUSAT-2 CubeSats

Autoři

ŘÍPA, Jakub (203 Česká republika, garant, domácí); Marianna DAFČÍKOVÁ (703 Slovensko, domácí); Pavel KOSÍK (203 Česká republika, domácí); Filip MÜNZ (203 Česká republika, domácí); Masanori OHNO; Gábor GALGÓCZI; Norbert WERNER (703 Slovensko, domácí); András PÁL; László MÉSZÁROS; Balázs CSÁK; Yasushi FUKAZAWA; Hiromitsu TAKAHASHI; Tsunefumi MIZUNO; Kazuhiro NAKAZAWA; Hirokazu ODAKA; Yuto ICHINOHE; Jakub KAPUŠ; Jan HUDEC; Marcel FRAJT; Maksim REZENOV; Vladimír DÁNIEL; Petr SVOBODA; Juraj DUDÁŠ; Martin SABOL; Róbert LÁSZLÓ; Martin KOLEDA; Michaela ĎURÍŠKOVÁ (703 Slovensko, domácí); Lea SZAKSZONOVÁ (703 Slovensko, domácí); Martin KOLÁŘ (203 Česká republika, domácí); Nikola HUSÁRIKOVÁ (703 Slovensko, domácí); Jean-Paul Bernhard RIFFALD SOUZA BREUER (76 Brazílie, domácí); Filip HROCH (203 Česká republika, domácí); Tomáš VÍTEK (203 Česká republika, domácí); Ivo VEŘTÁT; Tomáš URBANEC; Aleš POVALAČ; Miroslav KASAL; Peter HANÁK; Miroslav ŠMELKO; Martin TOPINKA; Hsiang-Kuang CHANG; Tsung-Che LIU; Chih-Hsun LIN; Chin-Ping HU a Che-Chih TSAO

Vydání

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Elsevier B.V. 2025, 0168-9002

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10308 Astronomy

Stát vydavatele

Nizozemské království

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 1.500 v roce 2023

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

001475182700001

EID Scopus

2-s2.0-105002585410

Klíčová slova anglicky

SiPM; MPPC; Radiation damage; Space environment; LEO; CubeSat

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 9. 5. 2025 10:36, Mgr. Marie Novosadová Šípková, DiS.

Anotace

V originále

Silicon photomultipliers (SiPMs) are prone to radiation damage which causes an increase of dark count rate. This leads to an increase in low-energy threshold in a gamma-ray detector combining SiPM and a scintillator. Despite this drawback, they are becoming preferred for scintillator-based gamma-ray detectors on CubeSats due to their low operation voltage, small size, linear response to low light intensity and fast response. This increasing popularity of SiPMs among new spaceborne missions makes it important to characterize their long-term performance in the space environment. In this work, we report the change of the dark count rate and low-energy threshold of S13360-3050 PE multi-pixel photon counters (MPPCs) by Hamamatsu, using measurements acquired by the GRBAlpha and VZLUSAT-2 CubeSats at low Earth orbit (LEO) spanning over three years. Such a long measurement of the performance of MPPCs in space has not been published before. GRBAlpha is a 1U CubeSat launched on March 22, 2021, to a 550 km altitude sun-synchronous polar orbit (SSO) carrying on board a gamma-ray detector based on CsI(Tl) scintillator readout by eight MPPCs and regularly detecting gamma-ray transients such as gamma-ray bursts and solar flares in the energy range of ∼ 30−900 keV. VZLUSAT-2 is a 3U CubeSat launched on January 13, 2022 also to a 535 km altitude SSO carrying on board, among other payloads, two gamma-ray detectors similar to the one on GRBAlpha. We have flight-proven the Hamamatsu MPPCs S13360-3050 PE and demonstrated that MPPCs, shielded by 2.5 mm of PbSb alloy, can be used in LEO environment on a scientific mission lasting beyond three years. This manifests the potential of MPPCs being employed in future satellites.

Návaznosti

GC24-11487J, projekt VaV
Název: Společná pozorování gama záblesků malými družicemi
Investor: Grantová agentura ČR, Společná pozorování gama záblesků malými družicemi, Taiwan/MOST