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AMD15 - rivelatore di raggi cosmici a GMT

Prototipo 06.2021

Introduzione

AMD15 è un nuovo prototipo per rivelare i muoni cosmici che utilizza due sensori Geiger-Müller relativamente grandi, tipo Si21G (210 x Ø18 mm di superficie utile). Il rivelatore è stato costruito con lo scopo di valutare questi GMT mai utilizzati in precedenza.

 

DIY cosmic rays detector

 

Descrizione

Come per tutti i rivelatori di raggi cosmici ( vedi anche AMD5), si considera come muone (raggio cosmico secondario) solo la particella che attraversa almeno due contatori allineati su di un asse - entro un determinato tempo (finestra di acquisizione) - questo per poter discriminare i ragggi cosmici dalla radioattività naturale, dato che solo i muoni sono così penetranti da poter attraversare molto materiale senza perdere energia in modo apprezzabile.

GMT cosmic rays detector
Rivelatore di raggi cosmici AMD15

 

Caratteristiche tecniche:

La struttura del detector è stata realizzata tramite profilati di alluminio e l'elettronica è montata direttamente sui tubolari nella parte posteriore. Una pulsantiera permette di modificare alcune impostazioni, come l'esclusione della coincidenza e il tempo di acquisizione dei raggi cosmici su due finestre temporali (una caratteristica comune a tutti i rivelatori AMD). A seconda del tipo di misura desiderata si può selezionare la combinazione più adatta, altri comandi servono per attivare un buzzer, lo spegnimento dei LED e un relè per inviare il segnale dei cosmici a un pannello luminoso o per altri scopi didattici; le impostazioni sono visibili tramite un pseudo-display a LED. AMD15 è predisposto per diversi collegamenti in uscita, ad esempio per collegare computer, data-logger o altri microprocessori.

Il rivelatore è alimentato con un singolo alimentatore da 12 V, per cui è possibile anche il funzionamento a batterie.

rivelatore di raggi cosmici
Pannello luminoso di AMD15

 

AMD15 in funzione

 

 

Primi dati

Dopo la messa a punto, lo strumento è stato collegato a un notebook per eseguire un test sulle tre impostazioni principali di registrazione: con la finestra di acquisizione standard C1 (60 ms); con la finestra di acquisizione selettiva C2 (0.2 ms); escludendo del tutto la coincidenza. Rispettivamente le tre impostazioni misurano: prevalentemente raggi cosmici; solo muoni; prevalentemente radioattività naturale. Il risultato dell'analisi è visibile nelle immagini seguenti.


Risultato dell'analisi statistica.


Plot dei risultati nelle tre impostazioni.

Risultati

I GMT di questo modello sono risultati i più sensibili in assoluto tra quelli provati in precedenza (SBM10, SBM19, STS5, SBM20, SI22...), tuttavia la sensibilità si avvicina a quella per i modelli SI22 che in effetti sono solo di qualche centimetro più corti. Con la finestra di acquisizione C1 la media è risultata essere di quasi 33 cpm, da confrontare con la finestra C2 di circa 3 cpm, questo fa pensare che sarà necessario ridurre il tempo di C1, perchè la grande sensibilità dei sensori fa registrare molta (troppa) radiazione ionizzante naturale, non visibile da altri GMT utilizzati con gli stessi parametri. Escludendo la coincidenza infatti il numero di particelle al minuto è risultato essere maggiore di 230 (115 cpm x GMT).

grafico raggi cosmici - test
Muon detector AMD15

 

Salvo altre destinazioni, il rivelatore AMD15 sarà impiegato nella rete di rivelatori del progetto ADA.

 


 

 


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