TAREA 03 UNIDAD 02 DETECTORES DE PARTICULAS CARGADAS

DETECTORES DE PARTICULAS CARGADAS

LA MAYORÍA DE LOS DETECTORES DE RADIACIÓN PRESENTAN UN COMPORTAMIENTO SIMILAR:LA RADIACIÓN ENTRA EN EL DETECTOR E INTERACCIONA CON LOS ÁTOMOS DE ÉSTE.FRUTO DE ESTA INTERACCIÓN, LA RADIACIÓN CEDE TODA O PARTE DE SU ENERGÍA A LOS ELECTRONES LIGADOS DE ESTOS ÁTOMOS.SE LIBERA UN GRAN NÚMERO DE ELECTRONES DE RELATIVAMENTE BAJA ENERGÍA QUE SON RECOGIDOS Y ANALIZADOS MEDIANTE UN CIRCUITO ELECTRÓNICO.

EL TIPO DE MATERIAL DEL DETECTOR DEPENDE DE LA CLASE DE RADIACIÓN A ESTUDIAR Y DE LA INFORMACIÓN QUE SE BUSCA OBTENER:

PARA DETECTAR PARTÍCULAS ALFA DE DESINTEGRACIONES RADIACTIVAS O PARTÍCULAS CARGADAS DE REACCIONES NUCLEARES A BAJA (MEV) ENERGÍA, BASTA CON DETECTORES MUY FINOS, DADO QUE EL RECORRIDO MÁXIMO DE ESTAS PARTÍCULAS EN LA MAYORÍA DE LOS SÓLIDOS ES TÍPICAMENTE INFERIOR A LAS 100 MICRAS. EN EL CASO DE LOS ELECTRONES, COMO LOS EMITIDOS EN LAS DESINTEGRACIONES BETA, SE NECESITA UN GROSOR PARA EL DETECTOR DE 0.1 A 1 MM. SIN EMBARGO, PARA DETECTAR RAYOS GAMMA PUEDE QUE UN GROSOR DE 5 CM RESULTE AÚN INSUFICIENTE PARA CONVERTIR ESTOS FOTONES TAN ENERGÉTICOS (MEV O SUPERIOR) EN UN PULSO ELECTRÓN.

PARA MEDIR LA ENERGÍA DE LA RADIACIÓN, DEBEMOS ESCOGER UN DETECTOR EN EL CUAL LA AMPLITUD DEL PULSO DE SALIDA SEA PROPORCIONAL A LA ENERGÍA DE LA RADIACIÓN. SE DEBE ELEGIR UN MATERIAL EN EL QUE EL NÚMERO DE ELECTRONES SEA GRANDE PARA EVITAR QUE POSIBLES FLUCTUACIONES ESTADÍSTICAS AFECTEN AL VALOR DE LA ENERGÍA.

PARA MEDIR EL TIEMPO EN EL QUE LA RADIACIÓN FUE EMITIDA, DEBEMOS SELECCIONAR UN MATERIAL EN EL QUE LOS ELECTRONES SEAN RECOGIDOS RÁPIDAMENTE EN UN PULSO, SIENDO EL NUMERO DE ÉSTOS AQUÍ MENOS IMPORTANTE.

PARA DETERMINAR EL TIPO DE PARTÍCULA (POR EJEMPLO, EN UNA REACCIÓN NUCLEAR, EN LA QUE SE PUEDEN GENERAR UNA GRAN VARIEDAD DE PARTÍCULAS), DEBEMOS ELEGIR UN MATERIAL EN EL QUE LA MASA O CARGA DE LA PARTÍCULA DE UN EFECTO DISTINTIVO.

PARA MEDIR EL SPIN O LA POLARIZACIÓN DE LA RADIACIÓN, DEBEMOS ESCOGER UN DETECTOR QUE PUEDA SEPARAR DISTINTOS ESTADOS DE POLARIZACIÓN O SPIN.

SI ESPERAMOS UN RITMO DE CUENTAS EXTREMADAMENTE ALTO, DEBEREMOS SELECCIONAR UN DETECTOR QUE PUEDA RECUPERARSE RÁPIDAMENTE DE UNA RADIACIÓN ANTES DE PODER CONTAR LA SIGUIENTE. PARA UN RITMO DE CUENTAS MUY BAJO, SIN EMBARGO, ES MÁS IMPORTANTE BUSCAR REDUCIR EL EFECTO DE LAS RADIACIONES DE FONDO.

FINALMENTE SI ESTAMOS INTERESADOS EN RECONSTRUIR LA TRAYECTORIA DE LAS RADIACIONES DETECTADAS, DEBEMOS DECANTARNOS POR UN DETECTOR QUE SEA SENSIBLE A LA LOCALIZACIÓN EN LA QUE LA RADIACIÓN PENETRA.

PARTÍCULAS PESADAS CARGADAS

AUNQUE LA DISPERSIÓN (O SCATTERING) COULOMBIANA DE PARTÍCULAS CARGADAS POR LOS NÚCLEOS (LLAMADO SCATTERING DE RUTHERFORD) ES UN PROCESO IMPORTANTE EN FÍSICA NUCLEAR, TIENE POCA INFLUENCIA EN LA PÉRDIDA DE ENERGÍA DE LAS PARTÍCULAS CARGADAS A LO LARGO DE SU TRAYECTORIA DENTRO DEL DETECTOR. DEBIDO A QUE LOS NÚCLEOS DEL MATERIAL DEL DETECTOR OCUPAN SÓLAMENTE EN TORNO A 10-15 DEL VOLUMEN DE SUS ÁTOMOS, ES 1015 VECES MÁS PROBABLE PARA UNA PARTÍCULA EL COLISIONAR CON UN ELECTRÓN QUE CON UN NÚCLEO. POR TANTO, EL MECANISMO DE PÉRDIDA DE ENERGÍA DOMINANTE PARA LAS PARTÍCULAS CARGADAS ES EL SCATTERING COULOMBIANO POR LOS ELECTRONES ATÓMICOS DEL DETECTOR.