Detectores gasosos de radiação baseados em microestruturas

Abstract

Neste trabalho são desenvolvidas e estudadas aplicações originais de contadores gasosos de radiação, tirando partido das potencialidades evidenciadas pelas microestruturas. São desenvolvidos vários protótipos utilizando uma microestrutura de placa de microfitas, combinada com um fotocátodo para detectar a luz de cintilação. Demonstra-se teoricamente que para CGCPs acoplados a diferentes tipos de foto-sensores, os baseados em CGMF são os que teoricamente podem atingir a melhor resolução em energia. Obtêm-se resoluções em energia de 12% para raios X de 5,9 keV e um ruído eléctrico equivalente de 150 eV para o protótipo mais simples e 10,5% para raios X de 5,9 keV e um ruído equivalente de 60 eV para um protótipo com um ganho mais elevado, desenvolvido com o objectivo de eliminar a realimentação positiva. Uma nova microestrutura é proposta, a microestrutura Híbrida com Micro Fendas e Fitas (HM2F). Esta nova microestrutura, que permite dois estágios de multiplicação de carga, é estudada por simulação electrostática em termos dos vários modos de funcionamento propostos: como detector de radiação ionizante e foto-sensor. A simulação sugere a possibilidade de serem atingidos ganhos de cerca de 106 e 104 no modo de detector de radiação ionizante e no modo de foto-sensor, respectivamente. A possibi-lidade da microestrutura HM2F operar como detector 2D é igualmente discutida. Por último é apresentado um detector de dimensões reduzidas, baseado num CGCP com PM como foto-sensor, sem zona de deriva. Este detector serve de modelo de teste para futuro detector de grande área a integrar numa experiência denominada "Laser spectroscopy of the Lamb Shift in muonic hydrogen", a realizar no Paul Scherrer Institut (PSI) na Suíça, envolvendo a colaboração de oito instituições diferentes. O desenvolvimento e estudo das características deste detector são apresentadas e discutidas bem como o seu comportamento num campo magnético de 5 Tesla.