L maphanga 1, r erasmus

Table 1. 

Peak analysis using Horiba Raman Analysis Table [5] for all samples. 

Assigned 

Peak 

number: 

Functional 

group/vibration 

Region 

In per 

cm 

Peak 

Wavenumber 

in per cm 

Raman 

1,2,6,7,8 

δ(CC) aliphatic 

chains 

250-

400 

221.334 

strong 

3,4 

ν(CC) alicyclic, 

aliphatic chains 

vibrations 

600-

1300 

621.92 

medium 

5 

ν(CC) aromatic 

ring chain  

vibrations 

 1000 

1003.73 

Strong/medium 

9 

δ(CH2) δ(CH3) 

asym 

1400-

1470 

1449.52 

medium 

10 

ν (C=C) 

1500-

1900 

1603.65 

strong 

11,12 

ν (C-H) 

2800-

3000 

2851.61 

strong 

13 

ν (=(C-H)) 

3000-

3100 

3053,72 

strong 

Proceedings of SAIP2014

SA Institute of Physics  ISBN: 978-0-620-65391-6

226

---

Figure 2. 

Raman spectrum for UPS923A 40 MegaGy sample. 

Figure 3. 

Compared peak intensities of all samples (see text). 

Red

 represent D1 (un-irradiated sample), Blue represent B1 (1

st

 bottom irradiated sample), Purple 

represent T1 (top irradiated sample) and Orange represent 40 MegaGy irradiated sample. 

It can be noted that the peaks intensities of B1, B2 and T1 are not the  same, which suggest that 

radiation damage in the MBTS detector is not constant; it depends on where the plastic scintillator is 

located. According to Figure 3, the bottom sample (B1 and B2) was damaged more than the top (T1) 

sample  plastic  scintillator  from  MBTS  detector.  It  can  be  noted  that  the  peak  intensities  for  peak 

1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13 of B1 are smaller than those of T1 and B2. These suggest that the radiation 

damage in B1 is greater than the radiation damage of the same type of plastic scintillator at position 

B2 in MBTS detector.  

Proceedings of SAIP2014

SA Institute of Physics  ISBN: 978-0-620-65391-6

227

---

4. Summary

 Radiation  damage  in  the  MBTS  detector  is  not  constant;  it  depends  on  the  position  of  the  plastic 

scintillator relative to action or collision point. This can be supported by the differences observed for 

the  peaks  intensities  of  B1,  B2  and  T1.  Therefore,  it  has  been  observed  that  B1  (bottom  irradiated 

sample) becomes damaged more than the other plastic scintillator samples taken from the top position. 

This  suggests  that  radiation  damage  to  plastic  scintillators  depends  on  the  amount  of  radiation 

exposure, that is, the higher the radiation exposure the more the plastic scintillator becomes damaged. 

By  comparing  the  40  MegaGy  sample  with  the  other  samples  from  MBTS  detector,  it  can  be 

observed that radiation damage destroys the molecular structure of plastic scintillators and the extent 

of the damage depends on the amount of radiation concern. It is also observed that the benzene ring in 

plastic  scintillator’s  molecular  structures  is  one  of  the  highly  destroyed  functional  groups  and  this 

observation  is  consistent  with  theoretical  literature.  This  can  be  supported  by  the  high  difference 

between  the  peak  intensities  of  peak  5  for  each  sample  from  MBTS  detector  compared  to  an  un-

irradiated equivalent sample D1. This suggests that these samples molecular structures are destroyed 

due to radiation damage. For the 40 MegaGy irradiated sample, the benzene ring is entirely destroyed 

due to radiation. 

UPS923A plastic scintillator is relatively stronger as it can be seen in the results, that the benzene 

rings  are  not  completely  destroyed.  This  means  that  the  plastic  scintillator  can  still  undergo 

scintillation process. But this will depend on the amount of radiation exposed. 

References 

[1]

 

ATLAS Experiment,[Online].Available: http://atlas.web.cern.ch/Atlas/Collaboration/.[Accessed 

18 March 2014]. 

[2]

 

Artikov A, Budagov A,  Chirikov-Zorin  I, Chokheli D, Lyablin M, Bellettini G, Menzione A, 

Tokar  S,  Giokaris  N,  Manousakis-Katsikakis  A  2005 

Properties  of  the  Ukrainian 

Polystyrene-Based  Plastic  Scintillator  UPS923A

  (Dzhelepov  Laboratory  of  Nuclear 

Problems, Dubna) p.16  

[3]

 

Long  D  2002  Survey  of  Light-scattering  Phenomena 

The  Raman  Effect

  (West  Sussex, 

John Wiley & Sons Ltd) chapter 1 pp 3–71

 

[4]

 

LabRam 

Horiba, 

“Products: 

LabRam 

band 

Analysis’’,[Online]. 

Available:http://www.horiba.com/fileadmin/uploads/Scientific/Documents/Raman/bands.pdf

. [Accessed 18 March 2014]. 

Proceedings of SAIP2014

SA Institute of Physics  ISBN: 978-0-620-65391-6

228