Me gustaría medir las energías de las partículas emitidas por una variedad de fuentes de radiación ionizante (alfa y beta), y luego convertir estas energías en velocidades. Sin embargo, no estoy muy seguro de cómo podría medir estas energías. ¿Sería esto factible? Si es así, ¿cómo podría hacerse? ¿Cómo miden estas energías los profesionales?
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Creo que el germanio se utiliza habitualmente para la espectroscopia de partículas alfa. Es un semiconductor, mide la cantidad de electrones que resultan de la creación de pares electrón-hueco cuando la partícula alfa pasa por el material. La electrónica conectada a la placa anódica (+) mide el cambio de voltaje a través de las dos placas que intercalan la zona sensible del detector. El número de electrones libres producidos es proporcional a la pérdida de energía de la partícula alfa, y (creo) que también es proporcional a la energía de la partícula alfa.
En la Espectrometría de Retrodispersión Rutherford (RBS), el detector de elección para protones MeV y alfas es un detector de barrera de superficie. Como menciona @onelineproof, algunos están hechos de germanio. Desde hace unos 30 años, los detectores de silicio son mucho más comunes. Son básicamente diodos de polarización inversa con un área activa muy gruesa para recoger la carga generada por la detención electrónica del ion energético. Los protones y los alfas pierden casi toda su energía a través de la parada electrónica, por lo que hay muy poco "déficit nuclear", o energía perdida por las colisiones nucleares. Ahora mismo tengo a un dispositivo de 2 milímetros de grosor sentado frente a una fuente de neutrones para medir con precisión las distribuciones de energía de retroceso de Si. Como mencioné en mi breve comentario, Ortec es un proveedor de este tipo de dispositivos en una variedad de áreas y espesores.
Así, un ion incidente generará (rápidamente) un pulso de corriente que saldrá del dispositivo. Éste se envía a un preamplificador y, a continuación, a un amplificador de espectroscopia, que emite una señal con un voltaje proporcional a la corriente recogida. A continuación, se utiliza un analizador multicanal para construir un espectro del número de partículas detectadas con una energía determinada. De nuevo, estos instrumentos son bastante comunes en los laboratorios de física nuclear, de Ortec, Canberra, ..., a menudo se encuentran sentados en los contenedores de NIM. Pregunte por ahí.
Ahora, si realmente quieres ir a la vieja escuela - los trabajos originales de Geiger, Marsden y Rutherford (y otros) diferenciaban las alfas de diferentes materiales a través de su longitud de recorrido en el aire. Se envió un haz de alfas naturales, colimado por aberturas, a través del aire, y el número de destellos en una pantalla de fósforo de seleniuro de zinc se trazó frente a la distancia de la fuente colimada. Las longitudes de decaimiento para las alfas de ~5MeV son del orden de un metro o dos. Para las fuentes mantenidas en el vacío se utilizaban ventanas de mica fina; hoy en día el mylar sería un buen sustituto.
También se mencionó la separación magnética. Aunque ciertamente es posible, esto sólo se ha utilizado para la dispersión de iones de energía media (MEIS), donde la resolución de ~4keV de un detector de barrera de superficie no es suficiente. Sin embargo, se necesita un imán y un buen detector sensible a la posición si se quiere medir con precisión las energías. Si sólo quieres separar algunas energías de partículas diferentes, puedes hacerlo bien.
