Caracterización de un contador proporcional de simetría cilíndrica

Abstract

El presente trabajo fue realizado en Laboratorio de Metrolog ́ıa de Radiois ́otopos (LMR) del Centro At ́omico Ezeiza (CAE). Consiste en la caracterizaci ́on de un detector de ionizaci ́on gaseosa de simetr ́ıa cilindrica, que por sus caracter ́ısticas de dise ̃no permitir ́a trabajar en la zona de contador proporcional, permitiendo la ubicaci ́on de una fuente emisora de part ́ıculas alfa en el interior del mismo. Como gas de trabajo utiliza el P − 10 que es una mezcla de Argon (Ar) y Metano (CH4) en una proporci ́on 9:1 respectivamente. Inicialmente se trabaj ́o con el detector en la soldadura de dos alambres ( ́anodos) de diferentes di ́ametros colocados axialmente en el centro del cilindro, con cada configuraci ́on se llevaron a cabo medidas en modo pulso del n ́umero de cuentas para cada canal mediante el software de adquisi ́on de datos Genie. Posteriormente se levantaron las curvas de caracterizaci ́on, Tasa de conteo y altura de pulso en funci ́on de la tensi ́on de polarizaci ́on, tambi ́en se midi ́o en modo corriente, intensidad en funci ́on de la tensi ́on aplicada, con el fin de encontrar donde comienza la regi ́on de proporcionalidad en cada configuraci ́on y realizar una evaluaci ́on de los resultados. Los di ́ametros de ́anodo con los que se trabaj ́o fueron de 100μm y 30μm, con presiones del gas de trabajo de 3 y 4 bares. Paralelamente se asumi ́o un modelo te ́orico para el detector, realizando algunos c ́alculos, entre ellos el factor de multiplicaci ́on para diferentes presiones del gas de trabajo y radios del electrodo ́anodo, se compar ́o los valores obtenidos con los hallados experimentalmente. Tambi ́en se calcul ́o el tiempo de colecci ́on de electrones para explicar el comportamiento creciente de la altura de pulso en regi ́on de c ́amara de ionizaci ́on. Para el radio de 50μm (D = 100 μm) a 3 bares de presi ́on, se calcul ́o un factor de multiplicaci ́on de V cal M = 4,9kV , experimentalmente se obtuvo un valor de V exp M =2,5kV . Mientras que con el ́anodo de 30μm se encontr ́o V cal M = 1,7kV y V exp M = 1,3kV con un error estimado de 49,0 % y 23,5 % respectivamente.This work was performed in Radioisotope Metrology Laboratory (LMR) at Ezeiza Atomic Center (CAE). It is the characterization of a gaseous ionization detector with cylindrical symmetry, which by its design features allows to work in the proportional counter area, allowing the location of a station alpha particle source in the interior. As working gas the P − 10 which is a mixture of Argon (Ar) and Methane (CH4) is used, in proporci ́on of 9: 1 respectively. Initially it was working with the detector in the welding of two wires (anode) of different diameters positioned axially in the center of the cylinder, with each configuration being measured in pulse mode the number of counts for each channel, using Genie as data acquisition software. Afterwards, the characterization curves, count rate and pulse height as a function of bias voltage, also measured in current mode, intensity as a function of applied voltage, in order to find where the region of proportionality begins in each configuration and perform an evaluation of the results. The diameter of the central electrode were 100 and 30 μm with working gas pressures of 3 and 4 bar. At the same time, a theoretical model for the detector was assumed. Some cal- culations, including the multiplication factor for different working gas pressures and anode electrode radius, were used to compare the values obtained with those found experimentally. Electron collection time was also computed to explain the increasing pulse height behavior in ionization chamber region. For a radius of 50μm (D = 100μm) at 3 bars of pressure, a multiplication factor of V =cal M = 4.9kV was calculated, experimentally a value of V cal M = 2.5kV was obtained. While with the anode of 30μm was found V cal M = 1.7kV and V exp M = 1.3kV with an estimated error of 49.0% and 23.5% respectively.