Sensore Radon a semiconduttore

[GuardianRay]

E' da alcuni mesi che sto studiando la possibilità di realizzare un sensore di radon allo stato solido, ovvero di dimensioni compatte ma nel contempo molto sensibile, quindi anche facilmente implementabile su piccoli dispositivi portatili. poi nella rete ho trovato questo piccolo dispositivo di soli 33.0 x 23.0 x 10.0 mm :



se guardiamo con attenzione l'involucro del sensore possiamo notare che addirittura è realizzato con la stampa 3D , quindi posso immaginare che tutto sommato la sua realizzazione non sia poi così tanto critica da escludere del tutto la possibilità di poter realizzare in proprio qualcosa di simile senza per questo poter disporre di grandi risorse tecnologiche e sopratutto economiche.

Ho studiato per mesi questo prodotto e sopratutto mi sono concentrato per potermi spiegare come questo potesse funzionare e sopratutto vantare prestazioni veramente eccezionali in termini di sensibilità, anche se paragonate a grandi camere a ionizzazione come ad esempio quella progettata da team di theremino. Infatti il costruttore dichiara un pulse rate di ben 12 cpm ±10% at 100 Bq//m^3.

Il principio di funzionamento in grandi linee è il seguente:

Viene apposto in una superfice predefinita una tensione di polarizzazione di circa 1500Vdc, questa tensione crea un un forte campo elettrico capace di attrarre la progenie del radon: Po-218, Pb-214, Bi-214 e Po-214. dirottandola in un punto ben preciso dove è stato posizionato un piccolo sensore di radiazione a semiconduttore, ovvero un opportuno diodo PIN che è stato anche "scoperchiato" del suo involucro superiore per fare in modo che possa essere raggiunto anche dalle radiazioni alfa che in caso contrario non riuscirebbero ad arrivare alla "depletion Zone" del diodo pin, il quale in questo contesto può rilevare continuamente la radiazione dei campioni raccolti emettendo per ogni impatto un impulso elettrico dell'ordine dei millivols.

Le caratteristiche complete del sensore Teviso RA14 B-EK possono essere scaricate direttamente dal sito web del costruttore:
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Maurizio
contatoregeiger.net


Outline Dimensions L x W x H (in millimeters): 33.0 x 23.0 x 10.0

[amarturini]

Beh, il sensore è sicuramente interessante. Tra l'altro, la Teviso ha anche altri sensori degni di nota.

Mi domando come fa un campo elettrico ad attrarre la progenie del Radon. Si parla di atomi non di ioni e quindi senza carica elettrica propria.
E se, in ogni caso, attira gli atomi utili, allora attira anche la polvere e si sporca subito.

[GuardianRay]

Beh, il sensore è sicuramente interessante. Tra l'altro, la Teviso ha anche altri sensori degni di nota.

Mi domando come fa un campo elettrico ad attrarre la progenie del Radon. Si parla di atomi non di ioni e quindi senza carica elettrica propria.
E se, in ogni caso, attira gli atomi utili, allora attira anche la polvere e si sporca subito.

in realtà si fa riferimento alla formazione di ioni positivi Po-214 and Po-2l8 che verrebbero catturati dall'elevato potenziale negativo a cui verrebbe assoggettato il catodo del fotodiodo, (che sarebbe connesso elettricamente all'involucro metallico dello stesso diodo pin).

Poi per quello che ho capito leggendo da vari scritti specializzati, durante il suo processo di decadimento, il radon produrrebbe diverse particelle alfa ad alta energia cosidetti "figli" ovvero i prodotti del suo decadimento.

In particolare il Rn222 decade emettendo una particella alfa con energia di 5,5 MeV (milioni di eV) per poi produrre gli ioni positivi P0218. P0218 che poi decadendo a loro volta emettono una particella alfa avente una energia di 6,0 MeV generando Lo ione P0214 che successivamente decade ulteriormente emettendo sempre una particella alfa avente una energia di 7.7MeV per produrre i figli ancora radioattivi: P0210. P0210, che hnnoa una emivita di 20 anni (se sbaglio correggettemi)

Mi sembra di capire che già ci sono in commercio dei dispositivi di misura del radon ultracollaudati che utilizzano proprio questo principio di cattura e focalizzazione elettrostatica sulla superfice sensibile di un diodo pin, proprio di questi ioni "figli" del radon, come ad esempio il "Safety Siren Pro Series3" e il "Corentium Home 223 Radon Detector" .

[amarturini]

Eh, già! Non ci avevo pensato. La Alfa sono cariche e quindi lasciano un atomo carico.

Per quanto riguarda il Safety Siren Pro 3 il sensore è una piccola camera a ionizzazione.
Ne allego il manuale d'uso.

Manuale_SafetySirenPro3_Radon-Home_monitor.pdf

[lodovico]

Ciao,
a suo tempo avevo provato il loro sensore RD2014 :
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funzionamento tutto sommato onesto anche se più costoso del classico geiger. Per questo sensore Radon non saprei valutare, mi sembra che il generatore da 5kV non sia compreso, o sbaglio ? Poi nelle specifiche si parla sempre di beta e gamma quindi non credo che sia sensibile alle alfa. Un buon prodotto è il RStone che ha un sensore a semiconduttore brevettato e fatto in Italia che è sensibile anche alle alfa, il prezzo però è un pò alto ...
Io usa la classica camera a ionizzazione by theremino che da risultati egregi ad una frazione prezzo :
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Lodovico