Cherenkov Detectors
Um detector Cherenkov é um detector de partículas, que se baseia na detecção da radiação Cherenkov (luz visível ou fótons UV). Em contraste com um contador de cintilação, a produção de luz é instantânea. Os detectores de cintiladores típicos têm um tempo de decaimento medido em microssegundos, enquanto a radiação Cherenkov é quase instantânea e, com equipamentos de processamento de pulso rápido, pode ser medido em picossegundos. Os contadores Cherenkov são utilizados principalmente para a identificação de partículas , ou seja, para a determinação de massas de partículas. Os contadores de Cherenkov contêm dois elementos principais:
- um radiador através do qual a partícula carregada passa,
- um fotodetector (por exemplo, um tubo fotomultiplicador – PMT ).
A radiação Cherenkov, produzida no radiador, é radiação eletromagnética emitida quando uma partícula carregada (como um elétron) se move através de um meio dielétrico mais rápido que a velocidade da fase da luz nesse meio . Partículas que excedem a velocidade da fase da luz resultam em polarização ao longo do eixo do movimento, criando um campo dipolo. Quando esse campo entra em colapso, um pulso eletromagnético (radiação Cherenkov) é emitido na direção direta.
A radiação de Cherenkov é comumente produzida em materiais dielétricos através de elétrons de Compton ou elétrons de produção de pares e pósitrons. A intensidade da luz produzida por esse processo é muito menor que a da luminescência (a base para a operação do detector de cintilação), exigindo equipamentos de detecção de fótons ópticos mais sensíveis, como tubos fotocomplicadores com pouca luz (PMT). Os contadores de Cherenkov podem ser classificados como tipos de imagem ou de limiar , dependendo de utilizarem ou não informações de ângulo de Cherenkov (θ). No caso simples de um detector de limiara energia limiar dependente da massa permite a discriminação entre uma partícula mais leve (que irradia) e uma partícula mais pesada (que não irradia) da mesma energia ou momento. Os contadores de imagens podem ser usados para rastrear partículas e identificá-las. Embora os dispositivos que usam radiação Cherenkov sejam freqüentemente considerados detectores de identificação por partículas (PID), na prática, eles são amplamente utilizados em uma variedade muito maior de aplicações; Incluindo:
- contadores de partículas rápidos
- identificação de partículas hadrônicas
- detectores de rastreamento realizando reconstrução completa de eventos.
Contadores de cintilação
Um contador de cintilação ou detector de cintilação é um detector de radiação que usa o efeito conhecido como cintilação . A cintilação é um flash de luz produzido em um material transparente pela passagem de uma partícula (um elétron, uma partícula alfa, um íon ou um fóton de alta energia). A cintilação ocorre no cintilador, que é uma parte essencial de um detector de cintilação. Em geral, um detector de cintilação consiste em:
- Cintilador . Um cintilador gera fótons em resposta à radiação incidente.
- Fotodetector . Um fotodetector sensível (geralmente um tubo fotomultiplicador (PMT), uma câmera de dispositivo acoplado a carga (CCD) ou um fotodiodo), que converte a luz em um sinal elétrico e eletrônico para processar esse sinal.
O princípio básico de operação envolve a reação da radiação com um cintilador, que produz uma série de flashes de intensidade variável. A intensidade dos flashes é proporcional à energia da radiação. Esse recurso é muito importante. Esses contadores são adequados para medir a energia da radiação gama ( espectroscopia gama ) e, portanto, podem ser usados para identificar isótopos emissores gama.
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