Spettroscopia gamma con SiPM & RedPitaya

Abstract: in questo articolo presentiamo il progetto di uno spettrometro gamma basta su di uno scintillatore a Ioduro di Cesio CsI(Tl) accoppiato ad un fotomoltiplicatore al silicio SiPM. Il segnale prodotto dal SiPM viene preamplificato e poi inviato ad uno shaper amplifier per la formazione di un impulso gaussiano a basso rumore. Il segnale viene acquisito dalla scheda RedPitaya ed elaborato con l’applicazione multichannel analyzer. gli spettri gamma sono visualizzati con l’applicazione dedicata Interspec.

Introduzione

Il progetto che proponiamo in questo lavoro consiste in uno spettrometro gamma basato su uno scintillatore CsI(Tl) accoppiato ad un fotomoltiplicatore a stato solido (SiPM). Nella immagine sotto viene mostrato il setup con la “dark box” che ospita il detector ed il preamplificatore. I segnali visualizzati sull’oscilloscopio sono l’impulso prodotto dal SiPM e l’impulso preamplificato.

Dettaglio della “dark box” con il detector e l’amplificatore.

Sorgente di prova posizionata sopra al detector.

Dettaglio dello scintillatore avvolto con nastro opaco e riflettente.

Dettaglio dello “shaper amplifier”.

Il segnale amplificato viene poi acquisito dalla scheda Red Pitaya ed elaborato con l’applicazione multichannel analyzer (Spettroscopia Alfa con Red Pitaya). Il risultato è mostrato nel grafico seguente, in cui si vede lo spettro gamma della sorgente Cesio 133.

Il segnale acquisito può essere esportato in formato standard e letto dal programma Interspec che permette l’analisi dettagliata dello spettro gamma.

Spettro γ Cs-133

Spettro γ Am-241

Spettro γ Na-22

Spettro γ Th-232

Conclusioni

Lo spettrometro gamma che abbiamo descritto in questo articolo si è dimostrato uno strumento efficiente ed adatto alla misurazione di sorgenti di bassa intensità con risoluzione energetica relativamente buona.

Se ti è piaciuto questo articolo, puoi condividerlo sui “social” Facebook, Twitter o LinkedIn con i pulsanti presenti sotto. In questo modo ci puoi aiutare ! Grazie !

Donazioni

Se vuoi contribuire allo sviluppo di questo sito ed allo sviluppo di nuove attività sperimentali puoi fare una donazione, Grazie !