Emissões luminosas e desenvolvimento de avalanches em detectores gasosos

Abstract

No presente trabalho apresentam-se resultados referentes a estudos espectrais (na zona de comprimentos de onda entre 120 e 450 nm) e resolvidos no tempo das emissões luminosas associadas ao desenvolvimento de avalanches proporcionais e de descarga autolimitada em detectores gasosos de geometria cilíndrica. As misturas investigadas foram misturas Ar/CH4, Ar/C2H6, Ar/isoC4H10, CH4/C2H6 e Ar/CO2. Além da identificação de grande parte das emissões observadas e da descrição dos possíveis mecanismos que levam a essas emissões são também apresentados, para algumas das misturas, estudos da variação da intensidade normalizada de algumas riscas atómicas e bandas moleculares com o tempo, com a tensão aplicada e com a concentração do inibidor. Para a mistura Ar/CH4, funcionando em modo proporcional, são apresentados valores absolutos do número de fotões emitidos por electrão na zona do VUV bem como resultados referentes à medida das constantes de reacção associadas ao decaimento dos estados moleculares excitados do radical CH. O papel desempenhado por algumas impurezas, tais como o vapor de água e o azoto, é também analisado. São ainda abordados alguns aspectos relacionados com o processo de envelhecimento dos detectores, em particular dos usados no presente trabalho. Finalmente, são apresentados resultados referentes ao cálculo, utilizando o método de resolução da equação de Boltzmann em regime hidrodinâmico, dos parâmetros de transporte de electrões em gases raros puros (Ar, Kr e Xe) e nas misturas acima referidas. A variação do ganho em carga com E/N é calculada, para um detector de geometria cilindrica, operando em modo proporcional, sendo comparada com resultados obtidos experimentalmente. Apresenta-se ainda um conjunto auto-consistente de secções eficazes de excitação para o krypton e para o xenon.