Studies in gaseous radiation detectors: GEM, THGEM and Compton camera

Abstract

O conhecimento dos fenómenos associados à deriva de cargas em meios gasosos, especialmente electrões, assume extrema importância para o estudo e compreensão de detetores gasosos de radiação. Ao longo deste trabalho, dois tipos de detetores gasosos foram estudados, os detetores gasosos microestruturados (MPGD) e um novo tipo de Câmara y especialmente desenvolvida para detecção de eventos Compton, que usa um meio gasoso como meio de detecção, designada de Câmara Compton gasosa. A simulação da operação de dois MPGD, o GEM e o THGEM, incidiu no estudo do efeito de acumulação de carga no detetor (charging- up), bem como no estudo da importância de determinados parâmetros geométricos dos detetores para o ganho em carga de ambos. Medidas experimentais da acumulação de carga no THGEM foram feitas e comparadas com resultados experimentais. Relativamente á Camara Compton, fez-se a simulação da deriva de electrões Prim Arios na região de absorção e cintilação tendo em vista tirar conclusões acerca do gás mais apropriado para a detecção e avaliar o desempenho do detetor na determinação da posição e energia depositada em cada interacção dos raios y .

The understanding of the physical behaviour of the drift of charged particles inside a gas, specially electrons, is vital for the study and comprehension of gaseous radiation detectors. During this work, two types of gaseous detectors were studied, the micropattern gaseous detectors (MPGD) and a new type of y Camara developed for the Compton events detection, called Compton Camera, that uses a gas vessel as an absorption medium. Simulation of the operation of two MPGD, the GEM and the THGEM were made, focused in the study of the charging-up e ect in the detectors, and also in the study of the in uence of certain geometric parameters for the performance of the detectors. Experimental measurements in THGEM were made and compared with simulation results. For the Compton Camera, the simulation of the drift of electrons in the gas media was made to decide which is the best gas choice and to evaluate the performance of the detector for the position and deposited energy determination of each y-ray interaction.