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Detector de neutrones.
Hacia años que había jugado con detectores geiger , detectores centelleo y otras historias. Por lo cual no pense cuando llego el momento que detectar neutrones me iba a dar tantos quebraderos de cabeza. Ahora con un poco mas de conocimiento de causa pienso: si el neutrón no tiene carga y pasa entre la materia prácticamente sin enterarse debe ser difícil detectarlos. Y esasí.
El 11 de Junio de 2002 cayó en mis manos el primer tubo detector de neutrones. Su aspecto totalmente similar a un tubo geiger salvo que no tiene ventana de mica (algunos geiger tampoco tienen)
Aquí están las especificaciones que el fabricante da de su detector en su Web.

LND 252139CYLINDRICAL He3 DETECTORGENERAL SPECIFICATIONS Gas Pressure (Torr) | 7600 |
Cathode Material |Stainless Steel |
Maximum Length (inch/mm) | 3.46 / 87.8 |
Effective Length (inch/mm) | 2.02 / 51.3 |
Maximum Diameter (inch/mm) | 1.0 / 25.4 |
Effective Diameter (inch/mm) | 0.96 / 24.4 |
Connector | Pin |
Connector Thread | 11/16 - 24NF - 2A |
Operating Temperature Range 0C | -50 to +100 |
Effective Volume (cm3) |23.95 |
THERMAL NEUTRON SENSITIVITY Sensitivity (cps / nv) | 14.6 |
ELECTRICAL SPECIFICATIONS Recommended Operating Voltage (volts) | 1100 |
Operating Voltage Range (volts) | 1000 - 1250 |
Maximum Plateau Slope ( % / 100 volts ) | 1 |
Maximum Resolution ( % FWHM ) | 8 |
Tube Capacitance (pf) | 8 |
Weight (grams) | 255 |

Comovi que la tensión de alimentación era muy similar a los otros detectores de partículas que tenia enseguida lo conecte, esperando al menos oír los chasquidos de la radiación de fondo. Un silencio sepulcral se hizo en el taller, esperando los clásicos clics. Nada, por mas que revisé todo estaba bien. Después de este jarro de agua fría, comencé el estudio sistemático del tubo y de la forma adecuadade hacerlo funcionar.
El detector esta relleno de una mezcla de 3He y CO2 a una presión aproximada de 10 atmósferas. Su volumen interior es de 25 cc aproximadamente.
En las especificaciones del tubo no vienen, pero de información complementaria obtuve que un detector como este podía tener una eficiencia de 0,77 para neutrones térmicos de 0,025 eV. Es decir que detectaría aproximadamente el 77% delos neutrones térmicos. Esta eficiencia pasa a ser de tan solo un 2% para 100 eV y 0,1% para 10 Kev y 0,002% para 1 Mev. Esta claro que es un detector casi exclusivamente de neutrones térmicos.
La reacción que se desarrolla en el interior del tubo es
3He + n ---- 3 H + 1H + 765 keV
En resumen el helio 3 captura un neutrón térmico expeliendo un protón y 765 keV.
Los 765 keV se absorbenionizando el gas del tubo a razón de un par de iones por cada 30 eV, resultado de lo cual se crean aproximadamente 25 x 103 pares por cada neutrón capturado, lo cual supone aproximadamente una carga de 2 x 25 x 103 x 1,6.10-19 = 8 x 10-15 culombios.
Si no hubiese amplificación en el tubo, y dado que tiene una capacidad de 8 pF esta carga hubiese generado un pulso de 1 x 10-3 voltios que resulta en lapractica ser del orden de 20 mV debido a la amplificación del tubo. La especificación del tubo es de 0,1 picoculombio por neutrón.
De aquí se extrae la primera conclusión de diseño. Al contrario que con otros detectores que mediante un cable coaxial se conectaban a una caja donde se encontraba la electrónica, en el caso de estos tubos la electrónica debe estar directamente conectados a el. Locontrario significaría añadir en paralelo con la capacidad del tubo, la capacidad del cable (del orden de 50pF) lo cual reduciría en un factor de 7 la señal de salida. El previo conectado al tubo debería tener una capacidad de entrada lo mas baja posible, una impedancia de salida de 50 ohmios y seria conveniente que tuviese una ganancia en tensión de 50.
Por otra parte la alimentación de los tubos...