DETECTOR DE CHERENKOV Y FOTOMULTIPLICADOR

UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CUCEI
AUTOR: HERNANDEZ GUZMAN RAFAEL ALEJANDRO
MATERIA: DISEÑO CON ELECTRONICA INTEGRADA
SECCION D03 2015
DETECTOR DE CHERENKOV Y FOTOMULTIPLICADOR






DETECTOR CHERENKOV
El denominado efecto Cherenkov fue descubierto en los años 1930 por el físico ruso Cherenkov, al observar las emisiones azuladas de una piscina de agua que conteníamateriales radioactivos de un reactor.
El efecto de Cherenkov es la emisión coherente de radiación (luz entre 350-500 nm, que corresponde a un rango de longitudes de onda apto para utilizar fotomultiplicadores) debido a la excitación polarizada de los átomos de un medio material, llamado radiador, cuando una partícula atraviesa dicho medio con una velocidad mayor que la velocidad de propagaciónde la luz, en ese medio:
V > c/n
Siendo n el índice de refracción del medio.
Existira una velocidad umbral a partir de la cual se producirá el efecto Cherenkov:
Βu=

El detector Cherenkov tiene por finalidad registrar la caída de rayos cósmicos. Se basa en el llamado efecto Cherenkov (en honor a Pavel Alexeievich Cherenkov, premio Nobel de física en 1958, por haberlo descubierto). Éste se producecuando una partícula cargada se mueve en un medio transparente con velocidad mayor que la que tendría la luz en dicho medio. En esta situación se produce una perturbación electromagnética que origina una emisión de luz, análogamente a como un barco rápido crea una estela al navegar en aguas en reposo. La luz de la partícula resulta emitida dentro de los límites de una superficie de forma cónica,donde el vértice es el punto en que la partícula entró al detector y la directriz es la dirección de su movimiento. Un tanque de agua hermético y oscuro resulta un buen detector del rastro de la partícula si se le adicionan fotomultiplicadores.





FOTOMULTIPLICADOR
El espectro de radiación electromagnética se extiende desde las ondas de radio (menores de 10 Hz) hasta los rayos gamma ( Hz o más).Las ondas de radio de muy baja frecuencia tienen las mayores longitudes de onda; los rayos gamma las más cortas. Entre esos extremos se encuentran las demás categorías de radiación electromagnética, incluyendo la luz. Para fines de clasificación, se definirá la luz que incluye parte de la radiación infrarroja, luz visible y parte de la ultravioleta del espectro electromagnético.



La figura14-32que el rayo de la luz incidente se hace llegar a una superficie fotoemisora del mismo modo que en el fototubo común al vacío. Sin embargo, los electrones emitidos no pasan de manera directa a un ánodo. En lugar de ello, son atraídos (por diferencia de voltaje) a otro electrodo que recibe el nombre de dinodo. Este dinodo emite electrones secundarios cuando llega a él un haz de electrones. Así,cada fotoelectrón original se acelera mediante un campo eléctrico y golpea varios (de tres a seis) electrones secundarios haciéndolo salir del dinodo. Generalmente hay diez dinodos en un tubo fotomultiplicador, y cada uno está diseñado para formar líneas de campo eléctrico que guían hacia él a los electrones secundarios emitidos por el dinodo previo. [Cada dinodo está a un potencial mayor (≈ 100) alprecedente.] Así, los electrones secundarios se multiplican en número en cada dinodo y la cantidad final se colecta en el ánodo. De este modo se logra un factor de multiplicación de aproximada en los tubos comerciales. Esas amplificaciones permiten que los tubos fotomultiplicadores puedan detectar el evento cuando un solo electrón se emite desde el fotocátodo. El tiempo de respuesta de los tubosfotomultiplicadores también es muy rápido y pueden seguir frecuencias hasta cientos de megaciclos. Sin embargo, los tubos fotomultiplicadores no son por lo general adecuados para detectar radiación infrarroja debido a que los materiales no son fotoemisores en respuesta a esa radiación.

Los fotomultiplicadores se construyen a partir de una envoltura de vidrio con un alto vacío en el interior,...