Detectori pentru masuratori dE/dx

Detectori pentru masuratori dE/dx

Daca grosimea regiunii de sarcina spatiala a unui detector cu semiconductori cu jonctiune difuzata sau strat bariera la suprafata se extinde in tot volumul detectorului (pentru tensiuni aplicate de ordinul zecilor de volti) se spune ca detectorul este sensibil la dE/dx.

Detectoarele subtiri pot fi utilizate in sisteme de identificare ale particulelor incarcate la energii mici si mijlocii, pe baza relatiei:

unde M este masa particulei, iar z sarcina sa. Grosimea minima a detectorului este limitata de zgomotul electric si cresterea dispersiei in pierderile prin ionizare cand acestea devin foarte mici fata de energia particulei. In fig. 2.45 sunt date variatiile pierderilor prin ionizare cu energia particulei in detectori din Si de diferite grosimi. Dificultatile constructive mari sunt legate de obtinerea unor discuri de Si cu grosimi de zeci sau sute de microni.

S-au realizat totusi astfel de detectori cu grosimi de 50μ si diametrul 5mm prin difuzie pe Si de tip p (ρ~6000 Ω.cm). In fig. 2.46 este prezentata schema de montare a unui astfel de detector.

In fizica energiilor joase se utilizeaza tot mai mult domeniul de energii de bombardament cuprinse intre 10 si 30MeV. Acest domeniu de energii fiind deasupra barierei couloumbiene pentru multe nuclee, produsele de reactie sunt foarte complexe. Pentru identificarea particulelor grele incarcate care rezulta (protoni, deuteroni, tritoni, ³He, ⁴He) s-au folosit cu succes sisteme . Un exemplu de spectru obtinut cu un detector subtire de 80μ, cu strat bariera pe Si si scintilator de NaI se da in fig. 2.47.

Fig. 2.47 Spectrul 'de mase' ridicat cu detector E^.dE/dx

Particulele rezultate din reactii (p, p'), (p, d) si (p, t) sunt induse de protoni de 22MeV. Amplitudinea relativa a fiecarui pic de masa este de ordinul 1, 2, 3, 12 si 16 pentru p, d, t, ³He si respectiv α, conform relatiei 2.82.