Detector no perturbador de un solo electrón

Estoy diseñando un experimento en el que necesito activar la liberación de un electrón por una fuente radiactiva (Sr-90).

La forma más fácil de hacerlo es usar un centelleador delgado justo después del colimador fuente. El problema es que interferiría con la partícula de electrones causando dispersión múltiple.

¿Conoce una forma mejor de detectar la presencia de un único electrón relativista (E=200 KeV gamma=0,38) sin interferir con él?

Estamos construyendo una pequeña cámara para medir las propiedades de deriva de los electrones en varias mezclas de gases. La cámara es similar a la descrita en (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900298013886). Me gustaría usar la configuración para medir el rendimiento de ionización primaria de un electrón en una mezcla. La idea es colocar una fuente de Sr90 colimada en el volumen de gas, cerca de la primera placa. El electrón beta viaja en c hacia el tubo de deriva ionizando el gas. El campo eléctrico desplaza los electrones ionizados hacia el tubo de deriva donde se recogen y cuentan. El disparador lo proporciona un centelleador cerca del punto de salida del electrón de la cámara (después del tubo de deriva) en coincidencia con el tubo. El tubo de deriva del tubo es algo ruidoso, por lo que me gustaría tener otra señal de disparo, preferiblemente cerca del colimador de origen.

Una posible idea es intentar detectar el fugaz campo magnético generado por el movimiento del electrón. El campo magnético es de una partícula en movimiento de carga e en un radio r = 1 mm de la partícula es: B = -mu_0 * e / (4 * pi) * gamma *c / (r^2) = -0.0018 nano TeslaSi tuviera que usar una bobina cuadrada de lado l = 1 cm, el flujo del campo B en la bobina estaría flux = l*B.integral(r,r_0,r_0+l) fem = flux / dt < 0.55 micro Voltusando dt = l /c (que es demasiado pequeño, pero es solo para obtener un valor superior). Con 100 bucles y un amplificador pude ver esto en mi osciloscopio...
¿Para qué quieres usar el electrón después de detectarlo? se puede corregir la dispersión múltiple. ¿Quieres medir el impulso? En el vacío, un electrón que atraviesa un campo magnético gira y su impulso se mide por la desviación.
El punto final para ese decaimiento es 546  keV , que es bastante bajo y mata muchas de las opciones habituales de técnicas. La pregunta de @Anna se vuelve muy importante ya que no se puede diseñar un sistema de detección sin saber lo que se quiere lograr.
Gracias por los comentarios, actualicé la pregunta con una descripción del experimento. Como puede ver, no quiero medir el momento del electrón, sino la ionización específica en el gas.

Respuestas (1)

¿Ya construiste el instrumento? Si no, he tenido una lluvia de ideas que podría resolver el problema.

Consideraciones

Su mayor dificultad aquí es que a esas energías, los electrones se dispersarán en menos de 10  gramos/cm 2 (ver el PDB ), lo que significa que poner un detector frontal masivo es algo malo.

  • Cerenkov está fuera, tus electrones son demasiado lentos.
  • Lo mismo ocurre con los detectores de radiación de transición habituales (no estoy muy familiarizado con estos y no puedo decir si hay variantes de baja energía que funcionen).
  • Los contadores de centelleo son mucho mejores de lo que solían ser y ya no necesita un centímetro de centelleador de plástico: bastará con un par de mm. Pero tienes que hacerlos herméticos a la luz para que, aun así, tengas una cantidad significativa de problemas.
  • Los detectores de estado sólido pueden funcionar, pero tienden a ser costosos si no desea mucha masa.

Entonces comencé a pensar en detectores de gas. Después de todo, ya tendrá un contenedor y podría permitirse un volumen de gas un poco más largo.

Una posibilidad

Puede construir algunos cables de detección simple en la parte frontal (lado de la entrada) del dispositivo y activarlos. Por supuesto, debe filtrar el detector de prueba del campo asociado con los cables de activación; un plano de cable a tierra hará eso. Como solo los está utilizando para disparar, puede hacerlos pequeños y ejecutarlos en saturación completa como un contador Geiger si lo desea. Use un espacio pequeño para mantener el retraso bajo. Use dos planos para menos activaciones falsas a costa de cierta eficiencia.

Lo que no puedes arreglar

A menos que tenga acceso a un laboratorio subterráneo profundo, tendrá un problema con el fondo cósmico. Una matriz superior y lateral de hodoscopios como veto es la solución de hardware habitual. O puede tomar datos cósmicos en ausencia de la fuente y restarlos a costa de una ejecución más prolongada.

Muchas gracias, estamos investigando centelleadores de película delgada (400nm) y la opción de un tubo de deriva de mylar.
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