Scintillatore
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Uno scintillatore è un materiale capace di emettere impulsi di luce, in genere visibile o ultravioletta, quando viene attraversato da fotoni di alta energia o da particelle cariche.
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[modifica] Funzionamento
Al proprio passaggio la particella incidente cede parte della propria energia allo scintillatore causando, ad esempio, l'eccitazione di un elettrone che si sposta in un livello ad energia superiore. Quando l'elettrone decade al livello che occupava prima dell'eccitazione emette un fotone di energia relativamente bassa, tipicamente nel visibile. Tale impulso di luce viene poi rivelato ed amplificato da opportuni sensori, ad esempio da un fotomoltiplicatore.
[modifica] Tipi di scintillatore
Esistono diverse tipologie di scintillatore che si distinguono per tipo di materiale da cui sono composti, i tempi di risposta, le lunghezze d'onda emesse etc.
[modifica] Scintillatori a cristalli organici
Si tratta di molecole organiche dotate di anelli aromatici, in cui il fotone incidente eccita modi rotazionali o vibrazionali. Sono in forma solida, appunto di cristallo, e si distinguono per la risposta veloce (tipicamente entro circa un nanosecondo). Tuttavia presentano scarsa lavorabilità poiché risulta difficile organizzarli nella forma che si ritiene più opportuna, essendo essi cristallini.
[modifica] Scintillatori organici in soluzione
Le molecole sono le stesse del tipo precedente, ma invece che essere cristallizzate, sono mantenute in soluzione. Le prestazioni dipendono dalla purezza e dalla concentrazione della soluzione.
[modifica] Scintillatori plastici
Simili ai precedenti, ma il "solvente" è solido, essendo costituito da un materiale plastico facilmente lavorabile, ad esempio polistirene. Il risultato è uno scintillatore dalle buone prestazioni, anche se leggermente più lento dei precedenti (tempi di risposta di due o tre nanosecondi).
[modifica] Scintillatori a cristalli inorganici
Sono composti in genere da alogenuri alcalini, ad esempio NaI. Si distinguono per l'elevato stopping power, che li rende particolarmente adatti a rivelare radiazione penetrante. Sono tuttavia molto più lenti dei precedenti, avendo tempi di risposta dell'ordine delle centinaia di nanosecondi.
[modifica] Scintillatori a gas
[modifica] Applicazioni
Gli scintillatori si usano principalmente come rivelatori in fisica delle particelle e in genere quando sia necessario rivelare fotoni o particelle cariche di alta energia, come nel caso di misure di radioattività.
