Di seguito la prova effettuata sui tubi Geiger-Müller di provenienza e produzione cinese. La prova è stata fatta per valutare la possibilità di utilizzarli nei rivelatori di muoni, in alternativa ai noti GMT SBM20 di produzione russa che ora sono più difficili da reperire. Nella versione del rivelatore AMD5Ali avevamo utilizzato il modello J305 "corto" che viene anche venduto con la sigla M4011. Il responso di questi sensori è inferiore perchè sono più corti di 1 cm rispetto agli SBM20, la media di particelle contate infatti si aggira poco sopra 1 conteggio per minuto (cpm) con la finestra di acquisizione allargata e intorno a 0.5 cpm utilizzando la finestra di acquisizione più selettiva* (Figura 1). Il rivelatore costruito ha comunque dato prova di un buon funzionamento generale (vedere anche i risultati di Tromso).

*Per approfondire significato e motivi dell'esistenza di due finestre di acquisizione vedere questo PDF

Figura 1 - Test sui tubi M4011/J305S (corti).

I GMT J305 Long version

Questi sensori hanno le stesse precise dimensioni degli SBM20, circa 10 cm di lunghezza e 1 cm di diametro con una superficie utile di circa 8 cm². Anche questi GMT comunque non sono sempre reperibili in quanto il modello corto è quello più commercializzato. Data la dimensione, i dati attesi dovevano essere simili a quelli dei cugini russi. Sono state fatte 4 prove totali, con confronto dati tra SBM20 e J305-L (la L è arbitraria per distinguerlo dal modello Short).

Figura 2 - Test sui tubi J305L (lunghi).

Le prove sono durate 445 minuti come si vede dalla tabella in Figura 4 e sono divise in:

• Prova 1 angolo di Zenit 0° e finestra standard C1
• Prova 2 angolo di Zenit 45° e finestra selettiva C2
• Prova 3 angolo di Zenit 0° e finestra standard C1
• Prova 4 angolo di Zenit 45° e finestra selettiva C2

I risultati sono in figura 3 e la tabella analisi in figura 4.

Figura 3 - Confronto dati tra SBM20 e J305L (lunghi).

Dal box si nota subito che la media di particelle misurate è maggiore negli SBM20 rispetto ai J305L, soprattutto con la finestra standard C1. Lo scopo di fare misure con i rivelatori in posizione verticale e poi inclinati di 45° è pratica comune come esercizio didattico, ad esempio nella giornata internazionale dedicata ai raggi cosmici ICD, ma è anche un ottimo test per verificare la funzionalità dei rivelatori stessi. Il flusso di raggi cosmici è in funzione dell'angolo di incidenza con l'atmosfera e segue una relazione proporzionale al quadrato del coseno dell'angolo di inclinazione. Siccome a 45° il cos² vale 0.5, il valore medio di particelle deve essere circa il 50% di quello misurato in posizione verticale, ovvero il rapporto: Cx_45/Cx_00=0.5.

Figura 4 - Tabella dell'analisi dati tra i due tubi.

Risultati

I risultati dei test di Zenit (con inclinazione diversa) sono i seguenti, per curiosità abbiamo aggiunto anche quelli con la finestra C1:

• SBM20 finestra standard C1 = 0.705
• SBM20 finestra selettiva C2 = 0.628
• J305L finestra standard C1 = 0.955
• J305L finestra selettiva C2 = 0.690

In questa prova vince il GMT SBM20, anche se a onor del vero i dati possono variare a seconda del momento della misura (e la statistica non è enorme). Per il resto i sensori cinesi si comportano bene, il segnale in uscita è pulito e il cross talking (interferenze tra sensori) tra i tubi è simile a quelli dei tubi sovietici, come si può vedere dalle immagini seguenti (Figure 5, 6, 7).

Figura 5 - Segnale in uscita dai GMT SBM20, notare il segnale di cross talking nel secondo canale (blu).

Figura 6 - Segnale in uscita dai GMT J305L, notare il segnale di cross talking nel primo canale (giallo).

In conclusione i tubi J305 sono sicuramente consigliabili per la costruzione di rivelatori di radioattività e piccoli telescopi di muoni come i nostri AMD5, sebbene siano risultati meno sensibili dei modelli SBM20.

Figura 7 - Rivelazione di un muone (coincidenza tra GMT) dai sensori J305L.

Futuri AMD5

A proposito di GMT, sono state prodotte le nuove board per i futuri AMD5, ma è ancora da stabilire quale sensore adottare. Essendo il costo dei J305 simile a quello dei più grandi J306, o degli SBM19 o SI22 russi (a patto di trovarli), si potrebbe pensare di utilizzare questi, in quanto una superficie di rivelazione maggiore produce risultati sicuramente migliori.
Per chi fosse interessato a contribuire alla sorte di quale tipo di sensore usare e altre caratteristiche può partecipare compilando questo modulo:

Figura 8 - Le nuove schede elettroniche per i rivelatori AMD5.

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