Laboratorium Badań i Zastosowań Detektorów Gazowych

Podstawowe właściwości systemu:

• Skuteczna wizualizacja i parametryzacja promieniowania rentgenowskiego;
• Komora detektora GEM (patrz schemat powyżej) jest napełniania gazem roboczym dobieranym tak, aby zoptymalizować efektywność detekcji kwantowej w docelowym zakresie energetycznym;
• Poprawne działanie detektora jest możliwe w odpowiednim polu elektrycznym, tak aby swobodne elektrony powstające podczas procesu jonizacji gazu roboczego były przyśpieszane w kierunku struktury wzmacniającej i dalej w kierunku elektrody odczytu;
• Struktura wzmacniająca detektora GEM składa się zwykle z cienkiej warstwy Kaptonu obustronnie obłożonej folią miedzianą. Struktura wzmacniająca jest gęsto perforowana, najczęściej w upakowaniu heksagonalnym. Przyłożenie nawet niedużej różnicy potencjałów do obu folii miedzianych (np.: 400 V) powoduje wykreowanie wewnątrz otworów struktury wzmacniającej bardzo silnego pola elektrycznego;
• Niezwykle istotnym elementem detektora GEM jest dyskretna elektroda odczytu (patrz zdjęcia powyżej), spełniająca także rolę anody w schemacie elektrycznym detektora. Każdy, pojedynczy element struktury anody jest dołączony do magistral elektrycznych, co oznacza jego pełną adresowalność;
• Przebieg sygnału w detektorze GEM rozpoczyna się w momencie zjonizowania atomu (molekuły) gazu roboczego. Powstały strumień elektronów dociera do anody, gdzie powoduje powstanie ładunku ujemnego w obrębie kilku do kilkudziesięciu pikseli, wytwarzając tzw. klaster pojedynczego zdarzenia;
• Informacja o powstaniu klastra służy do: i) określenia czasu zdarzenia; ii) rekonstrukcji współrzędnych położenia klastra w stosunku do powierzchni elektrody odczytu; iii) oszacowania energii kwantu.
• Efektywna detekcja promieniowania X za pomocą GEM-IS może być scharakteryzowana trzema parametrami, a mianowicie: i) graniczną rozdzielczością czasową, która po zastosowaniu dedykowanych algorytmów obróbki sygnału jest nie dłuższa niż 50 ns; ii) graniczną rozdzielczością przestrzenną, która w przypadku detektorów MPGD – Micropattern Gas Detectors jest na poziomie 100 mikronów; iii) rozdzielczością energetyczną, która jest zwykle nie gorsza niż 20%.
• W każdym, nowo projektowanym GEM-IS jego podsystemy funkcjonalne oraz ich sposób współdziałania są starannie optymalizowane w taki sposób, aby było możliwe uzyskanie zakładanych celów badawczych w przewidywanej aplikacji.

• Badanie charakterystyk czasowo-przestrzenno-energetycznych promieniowania rentgenowskiego w szerokim zakresie energetycznym (1-100 keV);
• Dwuwymiarowa wizualizacja źródeł promieniowania X z wysoką rozdzielczością przestrzenną;
• Rejestracja rentgenogramów rozległych przestrzennie obiektów (skanery medyczne i biologiczne);
• Wykonywanie badań w zakresie inwentaryzacji i ochrony dziedzictwa kulturowego.