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Estudo do transporte de íons positivos em detectores gasosos microestruturados de radiação por meio de simulações computacionais

Processo: 22/10779-4
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de outubro de 2022
Vigência (Término): 30 de setembro de 2023
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Nuclear
Pesquisador responsável:Tiago Fiorini da Silva
Beneficiário:Natalia Marie Decroix dos Santos
Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:20/04867-2 - Física e instrumentação de altas energias com o LHC-CERN, AP.TEM
Assunto(s):Detectores de radiação   Simulação por computador   Instrumentação nuclear
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:detectores de radiacão | Detectores gasosos microestruturados | Gas Electron Multiplier | Multiplicador gasoso de elétrons | Simulações Computacionais | Transporte de cargas em meios gasosos | Instrumentação nuclear

Resumo

A invenção dos detectores gasosos microestruturados desencadeou uma série de pesquisas e desenvolvimentos em uma nova geração de detectores a gás. Um modelo em particular tem atraído muita atenção de vários grupos de pesquisas: os Multiplicadores Gasosos de Elétrons (GEM do termo em inglês Gaseous Electron Multiplier). Essa tecnologia permite o desenvolvimento de detectores com resolução espacial sem precedentes, com capacidade de altas taxas de registros de eventos, além de possuírem grandes áreas sensíveis, maior estabilidade operacional e maior resistência à radiação. No entanto, outros aspectos ainda necessitam de desenvolvimento para que o uso dos detectores gasosos microestruturados possa ser adequado a algumas especificações destas aplicações. Um deles se refere ao transporte de íons no gás. Este é um fenômeno que se refere ao movimento das cargas positivas (íons) no gás na direção da região do volume sensível, ou de deriva. Pelo fato dos íons se movimentarem muito mais lentamente que os elétrons no meio gasoso, esse movimento dos íons gera um acúmulo de cargas elétricas positivas na região de deriva, acumulo este que altera a distribuição de campos elétricos dentro do detector, gerando uma alteração do ganho em altas taxas de eventos. Além disso, esses íons podem se acumular nas paredes isolantes do detector, causando distorções que afetam seu funcionamento. Pretende-se com este projeto, que a aluna tome contato e desenvolva habilidades na simulação de detectores gasosos, tendo como objetivo o estudo do acúmulo de íons positivos nas paredes isolantes.

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