Geiger per raggi cosmici

antonio zanardo
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Re: Geiger per raggi cosmici

Messaggio da antonio zanardo » 12/07/2017, 7:40

Errata Corrige: nel mio precedente messaggio dicevo che, usando il circuito di coincidenza, contavo 15-16 CPM. in realtà, questi numeri li rilevo in un'ora, si tratta quindi di 15-16 CPH.
Pochi, ma questi sono in realtà.

Antonio Zanardo



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zoomx
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Re: Geiger per raggi cosmici

Messaggio da zoomx » 12/07/2017, 8:19

Fra i link del sito di Lodovico, che già conoscevo ma che mi ero dimenticato, c'è n'è uno con i calcoli di cosa ti dovresti aspettare vista la geometria del sensore.

Oltre alle foto del progetto di Lodovico mi ricorco di averne visto un altro con ben 4 tubi. I muini devono essere ben penetranti visto che è stato utilizzato per ottenere tomografie di vulcani attivi.
An experiment of muon radiography at Mt Etna (Italy)
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lodovico
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Re: Geiger per raggi cosmici

Messaggio da lodovico » 12/07/2017, 9:30

Ciao a tutti,
il flusso medio di muoni a livello del mare è di circa 0,01 particelle/s cm2 oppure, in altri termini, di circa 1 particella / minuto per cm2. Dato un sensore si calcola l'area utile in centimetri quadri e la si moltiplica per 1 e si dovrebbe ottenere il valore in CPM.
Dato che i muoni sono particelle cariche molto energetiche l'efficienza dei geiger, ma anche degli scintillatori è del 100%. Con il geiger ovviamente misuri anche il fondo ambientale e l'unico modo pratico per eliminarlo è quello di mettere due geiger in coincidenza e magari mettere una lamina di piombo tra i due geiger ed uno schermo sotto il geiger basso. Con due geiger in coincidenza però il rateo si abbassa perchè rilevi solo i muoni verticali ed escludi quelli che hanno traiettorie più inclinate.
Con gli scintillatori plastici può invece essere sufficente anche solo un scintillatore perchè questi sono molto sensibili alle particelle cariche ma poco ai gamma se poi metti anche una soglia sulla ampiezza dell'impulso e prendi solo gli impulsi più grandi escludi automaticamente il fondo ambientale e prendi solo i muoni perchè questi danno un impulso molto grande. Per essere sicuri però la coincidenza è il metodo migliore.

Lodovico


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zoomx
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Re: Geiger per raggi cosmici

Messaggio da zoomx » 12/07/2017, 10:58

lodovico ha scritto: Con due geiger in coincidenza però il rateo si abbassa perchè rilevi solo i muoni verticali ed escludi quelli che hanno traiettorie più inclinate.
Era proprio a questo che mi riferivo quando parlavo di conti.

Ma lo scintillatore plasico va schermato comunque no? Ricordo di aver visto sul tuo sito lo scintillatore in fondo ad un pozzetto di piombo.



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cicastol
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Re: Geiger per raggi cosmici

Messaggio da cicastol » 12/07/2017, 11:17

zoomx ha scritto:
lodovico ha scritto: Con due geiger in coincidenza però il rateo si abbassa perchè rilevi solo i muoni verticali ed escludi quelli che hanno traiettorie più inclinate.
Era proprio a questo che mi riferivo quando parlavo di conti.

Ma lo scintillatore plasico va schermato comunque no? Ricordo di aver visto sul tuo sito lo scintillatore in fondo ad un pozzetto di piombo.
Come ha scritto sopra Lodovico basta mettere una soglia LLD per tagliare tutto sotto i 3MeV , quindi quello che rimane è di origine cosmica! ;)



antonio zanardo
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Re: Geiger per raggi cosmici

Messaggio da antonio zanardo » 12/07/2017, 12:19

Lodovico, come si calcola l'area sensibile di un tubo geiger? immagino sia la sezione fatta sull'asse del tubo, cioè il diametro del tubo per l'altezza, non la superficie totale del cilindro. Giusto?



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Re: Geiger per raggi cosmici

Messaggio da antonio zanardo » 12/07/2017, 12:51

Sono andato a vedermi le dimensioni del tubo SBM20. L'area sensibile è proprio data dal diametro per la lunghezza, ossia mm. 10x90 pari a 9 cmq.
Ammesso di sovrapporre verticalmente due di questi tubi, l'area sensibile è sempre di 9 cmq. perché il tubo superiore maschera quello inferiore.
Facendo due calcoli, il mio sistema, quando sarà dotato dei due SBM20 che sto attendendo, dovrebbe fornire a livello mare 0.01*60*9=5.4 conteggi/min per i soli muoni.
Attualmente i dati che riscontro sono decisamente più bassi, ma le sonde sono piccole e per giunta appoggiate orizzontalmente su un piano di lavoro. Come ho già detto si tratta di una situazione provvisoria in attesa dei tubi definitivi, quindi non ha senso al momento di fare paragoni.
Ho visto in un link che mi hai dato precedentemente il sistema a due tubi sovrapposti. L'hai costruito tu?

Antonio Zanardo



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Re: Geiger per raggi cosmici

Messaggio da antonio zanardo » 12/07/2017, 13:10

Da quanto vedo durante le prove, la coincidenza è piuttosto rara. Non ho dati precisi, ma l'impressione è che si aggiri attorno al 2-5%. Se è così, i 5.4 cpm, che sono 324 cph, potrebbero alla fine diventare circa 15 all'ora nel caso più favorevole. Ti risulta?



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lodovico
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Re: Geiger per raggi cosmici

Messaggio da lodovico » 12/07/2017, 13:53

Confermo che per la SBM20 l'area sensibile è di 9cmq, però il tubo deve ovviamente essere orizzontale (i muoni arrivano dall'alto !). Per la verità ci sarebbe anche l'angolo solido da considerare però per queste misure "amatoriali" io lo trascurerei. Per la coincidenza i due tubi vanno ovviamente messi orizzontali e sovrapposti, più sono distanti e più le concidenze sono rare perchè prendi solo i muoni esattamente verticali. Sarebbe meglio mettere i geiger ad una distanza di circa 2 cm con una lastrina di piombo in mezzo. Lo schermo serve perchè la radiazione di fondo (gamma, beta) può colpire uno dei due tubi e produrre radiazione secondaria che va sull'altro tubo, dando luogo ad una falsa coincidenza, con lo schermo si elimina il problema.
Gli scintillatori si possono anche schermare, per avere misure più pulite, oppure si mette una soglia di energia. Gli scintillatori NaI per spettrometria sono molto sensibili e quindi è più difficile la misura (però si può fare : [External Link Removed for Guests]" onclick="window.open(this.href);return false;), gli scintillatori plastici, se non hanno sorgenti beta in prossimità e soprattutto se sono sottili e larghi, contano praticamente solo i muoni quindi schermarli è praticamente inutile.
Gli apparati che trovate nei miei post sono tutti autocostruiti, a volte vengono bene, a volte così così :-)
Lodovico


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antonio zanardo
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Re: Geiger per raggi cosmici

Messaggio da antonio zanardo » 12/07/2017, 16:46

Lodovico,

per "sovrapporre verticalmente" intendevo mettere i due tubi uno sopra l'altro su un piano verticale, ma con i loroi assi paralleli ed orizzontali, come in un fucile da caccia a canne sovrapposte che punta verso l'orizzonte :-).

Ho lasciato il rilevatore in questa posizione acceso per due ore esatte e con la coincidenza accesa, ed ho rilevato 51.5 cph.
Poi ho ribaltato i tubi, in modo che gli assi giacciano su un piano orizzontale, questa volta come la classica "doppietta". I conteggi in questo caso sono calati a 23 cph.

Dando per scontato che la traiettoria dei muoni non è orizzontale, va da sé che la differenza fra le due letture dovrebbe essere dovuta solo all'incidenza dei muoni, al netto anche della rad. di fondo che penso influisca sempre allo stesso modo indipendentemente dall' orientamento dei tubi.

Se le cose stanno così, ho "catturato" in un'ora 28.5 muoni. Persino un mezzo muone!:-)

Ad ogni modo vado a ripetere le misure nei die diversi orientamenti dei tubi per vedere se coincidono.

Antonio Zanardo



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