ITUD20130118A1 - Dispositivo di rilevazione di particelle e relativo metodo di rilevazione - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"DISPOSITIVO DI RILEVAZIONE DI PARTICELLE E RELATIVO METODO DI RILEVAZIONE"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un dispositivo di rilevazione di particelle installabile in un apparato di rilevazione quale un analizzatore elettronico a deflessione elettrostatica, un analizzatore a tempo di volo, o Time of Flight analyzer (TOF), o ARTOF, o altro apparato utilizzato per guidare, deflettere o focalizzare particelle ed utilizzato per lo studio della materia nei suoi vari stati di aggregazione: solido, liquido e gassoso.

Qui e nel seguito della descrizione con il termine particelle si intendono compresi elettroni, ioni, o altre particelle elettricamente neutre o cariche, o fotoni.

Il presente trovato si riferisce altresì al metodo di rilevazione di particelle.

STATO DELLA TECNICA

Sono noti apparati per la rilevazione di particelle ad esempio, ma non esclusivamente, analizzatori elettronici a deflessione elettrostatica quali apparecchiature per la produzione della luce di sincrotrone.

In particolare, le suddette apparecchiature di rilevazione comprendono generalmente una camera posta in una condizione di ultra alto vuoto, anche denominata condizione di Ultra Hight Vacuum UHV, nella quale viene generato un fascio di particelle il cui comportamento viene analizzato mediante dispositivi di rilevazione.

I dispositivi di rilevazione vengono generalmente associati ad una delle pareti della camera, mediante flange, generando un'interfaccia fra l'interno della camera e l'esterno.

È anche noto associare ai dispositivi di rilevazione, nel lato interno della camera, dispositivi di amplificazione di elettroni, o moltiplicatori di carica, configurati per amplificare il segnale di particelle.

I suddetti dispositivi di amplificazione di elettroni sono in grado di produrre, per ogni singola particella, impulsi di 10<3>- 10<8>elettroni temporalmente compresi in frazioni o in alcuni nanosecondi, attraverso processi di moltiplicazione a valanga.

Fra i dispositivi di amplificazione sono noti i MicroChannel Plates (MCP) che comprendono un insieme di amplificatori di elettroni miniaturizzati disposti parallelamente l'uno all'altro.

Gli impulsi prodotti dai dispositivi di amplificazione vengono sfruttati dai dispositivi di rilevazione per contare, decodificare la posizione ed eventualmente il tempo di arrivo delle particelle che debbono essere rivelate con diverse modalità.

In questo ambito sono note diverse modalità di rilevazione degli impulsi prodotti dai dispositivi di amplificazione.

È noto ad esempio una modalità di rilevazione multicanale per mezzo della quale gli impulsi vengono raccolti da uno o più anodi, portati in aria dal vuoto attraverso opportuni passanti e quindi amplificati e discriminati prima di essere trattati digitalmente. La posizione ove la particella è arrivata è indicata dalla posizione dell'anodo stesso e la risoluzione dipende dalle dimensioni degli anodi. Il numero di connettori per portare l'informazione dal vuoto in aria è pari al numero di anodi che compongono il rivelatore ed è tecnologicamente limitato ad alcune decine.

È anche nota una modalità di rilevazione di tipo ottico, basata su dispositivi ad accoppiamento di carica anche noti come Charge-Coupled Device (CCD) che consistono in un circuito integrato formato da una riga, o da una griglia di elementi semiconduttori in grado di accumulare una carica elettrica proporzionale all'intensità della radiazione elettromagnetica che li colpisce. In questo caso il dispositivo di amplificazione, o MCP, è montato su una finestra fissata a tenuta UHV alla camera.

Sulla finestra, dal lato della camera, è depositato uno strato di fosforo mantenuto a tensione positiva molto alta (alcuni kVolt) rispetto ai MCP. In questo modo quando gli impulsi prodotti vengono accelerati verso il fosforo e producono un'illuminazione proporzionale alla carica che viene emessa dal MCP.

Una telecamera CCD, disposta esternamente alla camera, traduce questa illuminazione in un'informazione sulla quantità di elettroni che sono arrivati, fornendo anche informazione sulla loro posizione (acquisizione bidimensionale). La risoluzione spaziale è determinata dalla risoluzione della telecamera CCD e da quanto il fosforo "diffonde" la carica in seguito all'arrivo dell'impulso (effetto bluring).

Sono anche noti dispositivi di rilevazione basati su sistemi cosiddetti "centroid finding" tra i quali uno dei metodi più noti è quello basato sul "cross delay anodes".

In questo caso la carica che fuoriesce dai dispositivi di amplificazione MCP induce impulsi elettromagnetici che si propagano su una o due (in questo caso l'una ortogonale all'altra) linee di ritardo - poste ad alcuni millimetri dai MCP e depositate su materiale ceramico o sotto forma di fili.

Tali impulsi, una volta arrivati ai 4 capi delle due linee di ritardo vengono portati in aria, amplificati e discriminati. Dalla misura del tempo che trascorre tra l'arrivo di un impulso su un capo e quello sull'altro (di ciascuna delle due linee) viene estratta l'informazione temporale, oltre che spaziale, riguardo all'arrivo della particella.

La decodifica della posizione è tanto più accurata quanto più precisa è la misura del tempo di arrivo. In questi casi è importante preservare la forma dell'impulso di partenza in quanto è dall'individuazione della sua centroide che deriva l'informazione precisa sulla posizione, mentre invece è assai meno rilevante la dimensione degli anodi. Il numero di connettori (aria -vuoto) necessari per tale informazione tridimensionale (2D più tempo) è pari a 4.

Per quanto sopra esposto è evidente che le tre modalità di rilevazione sopra descritte hanno ben poco in comune tra loro sì che il passaggio da una modalità di rilevazione all'altra risulta estremamente costoso, non solo in termini temporali ma anche per le necessarie lavorazioni meccaniche di adattamento e di necessità di "rottura" del vuoto nella camera. Il fatto di interrompere la condizione di vuoto nella camera risulta quasi improponibile nell'ambito di un esperimento.

Inoltre, il vincolo ad utilizzare un singolo rivelatore è legato all'acquisto del particolare analizzatore elettronico o altro strumento.

Da un punto di vista sperimentale la problematica assume ancor più rilevanza in quanto ciascuna delle modalità descritte per l'acquisizione ha dei pregi e dei difetti che rendono necessario adottare una o l'altra tipologia di rilevazione anche nell'ambito di uno stesso esperimento.

Uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di rilevazione di particelle che permetta, su uno stesso apparato di rilevazione (analizzatore, TOF, ARTOF, ecc.), di adottare diverse modalità di rilevazione senza la necessità di mandare in aria la camera o di eseguire complesse lavorazioni meccaniche in vuoto.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di rilevazione che permetta di semplificare e ridurre le operazioni necessarie per adottare una modalità di rilevazione piuttosto che un'altra.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, un dispositivo per la rilevazione di particelle comprende un corpo di supporto fissabile in corrispondenza di un'apertura prevista in una parete di una camera di analisi per un apparato di rilevazione quale un analizzatore elettronico a deflessione elettrostatica o un analizzatore a tempo di volo. Il corpo di supporto è configurato per supportare almeno un elemento di interposizione configurato per chiudere la camera di analisi.

In accordo con un aspetto del presente trovato, l'elemento di interposizione è realizzato in materiale isolante elettricamente e trasparente per la luce visibile.

Sull'elemento di interposizione, sul lato in uso rivolto verso l'interno della camera di analisi, è disposto uno strato luminescente avente una resistenza ohmica compresa tra 1kΩ/sq e 50MΩ/sq.

Qui e nel seguito della descrizione e delle rivendicazioni con il termine luminescente si intende compreso uno strato che si illumina all'arrivo di un impulso di carica. A solo titolo esemplificativo, lo strato luminescente può illuminarsi per effetto di fluorescenza e di fosforescenza, pur tuttavia non essendo escluse altre modalità di illuminazione all'arrivo di un impulso di carica.

L'applicazione sull'elemento di interposizione di uno strato luminescente avente le proprietà suddette permette di effettuare sia acquisizioni ottica, rilevando l'emissione luminosa emessa dallo strato luminescente, sia acquisizioni anodiche rilevando un impulso elettromagnetico generato dalle particelle, ed eventualmente prima amplificato da un elemento amplificatore di carica.

L'impulso generato, per effetto capacitivo attraversa l'elemento di interposizione e può essere rilevato ad esempio da un rilevatore di tipo anodico.

L'elemento di interposizione garantisce, inoltre, la tenuta del vuoto all'interno della camera di analisi e permette l'acquisizione ottica diretta da parte di dispositivi di acquisizione che possono essere disposti esternamente alla camera di analisi.

Con il dispositivo secondo il presente trovato è pertanto possibile effettuare le rilevazioni delle particelle con diverse modalità senza richiedere la sostituzione del dispositivo di rilevazione o interrompere il vuoto nella camera di analisi.

Forme di realizzazione del presente trovato sono relative anche ad un metodo per la rilevazione di particelle in un apparato di rilevazione, quale un analizzatore elettronico a deflessione elettrostatica o un analizzatore a tempo di volo, che prevede di accelerare le particelle contro un elemento di interposizione associato ad un corpo di supporto. Il corpo di supporto è fissato in corrispondenza di un'apertura prevista in una parete di una camera di analisi dell'apparato di rilevazione.

In soluzioni realizzative del metodo secondo il presente trovato, le particelle, accelerate contro l'elemento di interposizione, impattano prima su uno strato luminescente, polarizzato e disposto sull'elemento di interposizione, producendo un'emissione luminosa e, per effetto capacitivo, un impulso di carattere elettromagnetico, entrambi i quali attraversano l'elemento di interposizione. L'elemento di interposizione è realizzato in materiale isolante elettricamente e trasparente per la luce visibile e lo strato luminescente ha una resistenza ohmica compresa tra 1kΩ/sq e 50MΩ/sq. In accordo con ulteriori forme di realizzazione il metodo comprende, inoltre, la rilevazione di almeno uno fra l'emissione luminosa e l'impulso per la rilevazione delle particelle.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui: - la fig. 1 è una rappresentazione schematica di un dispositivo di rilevazione di particelle in accordo con una forma di realizzazione del presente trovato;

- la fig. 2 è un particolare ingrandito di una parte del dispositivo secondo il presente trovato in accordo con una possibile forma realizzativa;

- la fig. 3 è una vista in esploso di un dispositivo di rilevazione secondo il presente trovato in accordo con un'ulteriore forma di realizzazione del presente trovato;

la fig. 4 è una rappresentazione schematica di un dispositivo di rilevazione associato ad un dispositivo di acquisizione ottica in accordo con forme di realizzazione del trovato;

la fig. 5 è una rappresentazione schematica del principio di funzionamento del dispositivo di rilevazione di fig. 4;

- le figg. 6 e 7 sono rappresentazioni schematiche di un dispositivo di rilevazione secondo il presente trovato in accordo con possibili forme di realizzazione.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni .

DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE

In accordo con forme di realizzazione rappresentate a solo titolo esemplificativo nelle figg. 1-3, un dispositivo di rilevazione 10 secondo il presente trovato è installabile in un apparato di rilevazione 11 per la rilevazione di particelle quali elettroni, ioni, o fotoni.

In forme di realizzazione del presente trovato, l'apparato di rilevazione 11 può essere un analizzatore elettronico a deflessione elettrostatica, un analizzatore a tempo di volo o Time of Flight analyzer (TOF), o un analizzatore ARTOF , o altro apparato utilizzato per guidare, deflettere o focalizzare particelle.

Nella forma di realizzazione rappresentata in fig. 1, il dispositivo di rilevazione 10 comprende un corpo di supporto 14 installato in corrispondenza di un'apertura passante 15 prevista in una parete 12 dell'apparato di rilevazione 11.

La parete 12 definisce almeno parte di una camera di analisi 13 che, durante l'uso, è posta in una condizione di vuoto.

A solo titolo esemplificativo la camera di analisi 13 è posta a circa 10<-5>- 10<-12>mbar, pur non essendo esclusi valori di pressione più alti, dell'ordine di 10<-3>mbar, utilizzando ad esempio gas inerti. La condizione di vuoto nella camera di analisi 13 è necessaria sia per motivi sperimentali, sia per gli strumenti di moltiplicazione di carica, o MCP, i quali per pressioni superiori a circa 10<-5>mbar non possono funzionare.

Il corpo di supporto 14 è fissabile alla parete 12 della camera di analisi 13 mediante mezzi di collegamento sostanzialmente noti e non rappresentati nelle figure. Possibili implementazioni realizzative del presente trovato possono prevedere che i mezzi di collegamento siano scelti in un gruppo comprendente collegamenti filettati, collegamenti a scatto, collegamenti per accoppiamento di forma, collegamenti per accoppiamento geometrico, o mezzi simili ed assimilabili idonei allo scopo.

Il corpo di supporto 14 è configurato per supportare almeno un elemento di interposizione 16 realizzato in materiale trasparente alla luce visibile ed isolante elettricamente .

L'elemento di interposizione 16 è configurato per chiudere la camera di analisi 13 e garantire in essa una condizione di tenuta del vuoto.

In accordo con forme di realizzazione del presente trovato, l'elemento di interposizione 16 è realizzato in quarzo.

Possibili soluzioni realizzative del presente trovato prevedono che detto elemento di interposizione 16 abbia un spessore S (fig. 2) compreso fra 1 mm e 5mm, preferibilmente fra 2,5 mm e 4mm, ancor più preferibilmente di circa 3 mm.

Possibili forme realizzative possono prevedere che l'elemento di interposizione 16 abbia un diametro di circa 100mm ed uno spessore di circa 3mm.

È chiaro tuttavia che, in ulteriori forme di realizzazione, lo spessore dell'elemento di interposizione 16 possa essere scelto in modo da garantire la tenuta dell'ultra alto vuoto e sia tanto sottile quanto il materiale con cui è realizzato lo consente.

In possibili forme realizzative, l'elemento di interposizione 16 ha forma sostanzialmente piana e comprende una prima superficie 17, in uso interna, ed una seconda superficie 18, in uno esterna rispetto alla camera di analisi 13.

In accordo con forme realizzative del presente trovato, sulla prima superficie 17 dell'elemento di interposizione 16 è disposto uno strato luminescente 19 configurato per illuminarsi, ad esempio per effetto di fluorescenza, nel caso in cui particelle urtino contro esso.

In accordo con possibili forme di realizzazione, lo strato luminescente 19 ha una resistenza ohmica compresa tra 1kΩΩsq e 50MQ/sq, preferibilmente fra 10kΩ/sq e 10ΜΩ/sq, ancor più preferibilmente di circa 1ΜΩ/sq.

I valori di resistenza sopra indicati si riferiscono all'unità di superficie considerata.

L'adozione di questo valore di resistenza ohmica permette di poter utilizzare il dispositivo di rilevazione 10 secondo il presente trovato oltre per l'acquisizione diretta di immagini ad esempio mediante un dispositivo di acquisizione ottica basato su tecnologia CCD, anche per l'applicazione di rilevatori di tipo anodico quale un rilevatore cross delay line, un rilevatore multianodo o un rilevatore anodo resistivo. La scelta della resistenza ohmica sopra riportata garantisce che l'impulso elettromagnetico che si genera da una particella non si propaghi istantaneamente su tutta la superficie; una propagazione istantanea dell'impulso renderebbe il dispositivo di rilevazione 10 inutilizzabile sia perché si andrebbe a deteriorare il segnale trasmesso per accoppiamento capacitivo sia perché lo renderebbe inutilizzabile con una modalità di decodifica basata sulle linee di ritardo.

In possibili realizzazioni del presente trovato, lo strato luminescente 19 può avere uno spessore compreso fra 1μm e 50μm.

Una possibile forma di realizzazione del presente trovato prevede che lo strato luminescente 19 comprenda una miscela di fosforo e colla configurata per mantenere la miscela di fosforo aderente all'elemento di interposizione 16 compatibilmente con la condizione di alto vuoto.

In accordo con possibili forme di realizzazione lo strato luminescente 19 comprende un primo film 20 della suddetta miscela di fosforo e colla ed un secondo film 21 disposto al di sopra del primo film 20 con proprietà resistive elettriche.

Possibili soluzioni realizzative del presente trovato prevedono che il secondo film 21 definisca sostanzialmente la resistività elettrica complessiva dello strato luminescente 19, ovvero presenti una resistività compresa fra 1kΩ/sq e 50MΩ/sq.

La resistività del secondo film 21 deve essere tale da consentire lo smaltimento delle cariche accumulate, altrimenti lo strato si caricherebbe elettricamente e gli impulsi di carica successivi troverebbero un campo sempre più deflettente. Al tempo stesso la resistività del secondo film 21 deve essere sufficientemente elevata da garantire che la carica arrivata non si propaghi immediatamente su tutto lo strato luminescente 19, fatto quest'ultimo che pregiudicherebbe il carattere impulsivo rendendo impossibile la rilevazione attraverso accoppiamento capacitivo.

In accordo con possibili forme realizzative del presente trovato, il secondo film 21 presenta inoltre proprietà ottiche riflettenti per migliorare l'efficienza del materiale che si illumina quando le particelle urtano contro esso.

Soluzioni realizzative del presente trovato prevedono che il secondo film 21 sia polarizzabile almeno fino a 2 kVolt senza che si possano verificare scariche verso massa, ovvero attraverso il corpo di supporto 14.

In accordo con possibili forme di realizzazione il secondo film 21 è realizzato con un materiale scelto in un gruppo costituito da germanio e grafite.

Non si esclude tuttavia che, in altre forme di realizzazione, possano essere adottati altri materiali che rispondano ai requisiti sopra riportati.

Possibili implementazioni realizzative del trovato possono prevedere che il secondo film 21 abbia uno spessore compreso fra 30μm e 200nm. In particolare, lo spessore del secondo film 21 è scelto in funzione del materiale utilizzato e per raggiungere un valore di resistività come sopra riportato.

Lo strato luminescente 19 è collegato a dispositivi elettronici, non rappresentati nelle figure, i quali vengono alimentati elettricamente per polarizzare lo strato luminescente 19 ed attrarre le particelle contro esso.

Il materiale isolante elettricamente, con cui è ricavato l'elemento di interposizione 16, permette di isolare elettricamente l'alta tensione presente sullo strato luminescente 19 dal lato posto in aria dell'elemento di interposizione 16.

In accordo con possibili forme di realizzazione del presente trovato al corpo di supporto 14 è associato un elemento di amplificazione di carica 22 disposto affiancato allo strato luminescente 19 e configurato per amplificare il segnale delle particelle.

In accordo con possibili soluzioni realizzative del presente trovato, l'elemento di amplificazione di carica 22 può essere un MicroChannel Plates (MCP) anche se non si esclude che in altre forme di realizzazione sia un dispositivo diverso idoneo allo scopo quale un Gas Electron Multipler (GEM), o un Micro Computer a Trou (Microcat) , o dispositivi analoghi indicati in genere come gas micropattern avalanche detectors, che utilizzano gas per effettuare la moltiplicazione e che sono in grado si produrre un impulso di carica rilevabile in seguito all'arrivo di una singola particella.

Fra lo strato luminescente 19 e l'elemento di amplificazione di carica 22 può essere prevista un'intercapedine 23 con distanza D. A titolo esemplificativo, la distanza D può variare da 1 mm a 15 mm.

In una possibile soluzione realizzativa, l'elemento di amplificazione di carica 22 può essere distanziato dall'elemento di interposizione 16 mediante un distanziale 24.

Il distanziale 24 può essere del tipo fisso, ad esempio un anello, oppure di tipo regolabile sì da poter variare la distanza D in funzione delle acquisizioni da eseguire. Possibili forme di realizzazione possono prevedere che l'elemento di amplificazione di carica 22 sia montato sul corpo di supporto 14 mediante un elemento di trattenimento 25 quale un anello filettato, staffe di fissaggio, elementi filettati.

Con riferimento alla fig. 1, l'elemento di trattenimento 25 comprende una ghiera anche se non sono escluse altre tipologie di trattenimento quali un fissaggio per incollaggio.

Durante il funzionamento dell'apparato di rilevazione 11 (si veda figg. 4 e 5), lo strato luminescente 19 viene polarizzato per accelerare gli impulsi prodotti dall'elemento amplificatore di carica 22. L'elemento amplificatore di carica 22 emette impulsi di carica P contenenti da 10<3>a circa 10<8>elettroni per ogni particella che li colpisce.

L'impulso amplificato di carica determinato dall'amplificazione, grazie anche all'elevata polarizzazione cui è sottoposto quest'ultimo durante l'uso che ne aumenta l'energia cinetica, urtando contro lo strato luminescente 19 produce un'emissione luminosa L.

Sul lato esterno dell'elemento di interposizione 16, trasparente per la luce visibile, ovvero affacciato alla sua seconda superficie 18, può essere previsto un dispositivo di acquisizione di immagini 26.

In possibili forme di realizzazione il dispositivo di acquisizione di immagini 26 può essere del tipo basato sulla tecnologia Charge-Coupled Device (CCD).

Il dispositivo di rilevazione 10 secondo il presente trovato può essere adottato anche con altre modalità di rilevazione delle particelle, senza tuttavia modificare l'architettura o la struttura principale del dispositivo di rilevazione 10 stesso, o senza richiedere l'interruzione del vuoto nella camera di analisi 13.

Infatti, le proprietà sopra descritte dell'elemento di interposizione 16 fanno sì che gli impulsi P, generati dall'elemento di amplificazione di carica 22, possano essere trasmessi attraverso l'elemento di interposizione 16 mediante accoppiamento capacitivo.

Lo spessore dell'elemento di interposizione 16 garantisce che l'impulso P nel suo propagarsi nello spessore S dell'elemento di interposizione 16 arrivi distribuito su un'area dell'ordine del mm<2>. Ciò consente di utilizzare le consuete tecniche di decodifica per l'analisi della particelle, ad esempio tecniche basate sul "centroid fìnding".

Per l'esecuzione delle modalità di rilevazione mediante tecniche anodiche, al corpo di supporto 14 può essere associato un rilevatore 27 di tipo anodico. In particolare, il rilevatore 27 è associato all'elemento di interfaccia 16, sul lato contrapposto rispetto al quale è presente lo strato luminescente 19.

Il rilevatore 27 è provvisto di almeno un elemento rilevatore 28, in uso, posto a diretto contatto con la seconda superficie 18 dell'elemento di interposizione 16. In questo modo l'impulso P trasmesso per via capacitiva attraverso l'elemento di interposizione 16 viene rilevato direttamente dagli elementi rilevatori 28.

Con riferimento alla fig. 6, gli elementi rilevatori 28 comprendono un elettrodo del tipo "cross delay line" collegato ad una pluralità di fili 29 di trasmissione segnali. I fili, a loro volta, sono collegati ad un apparato di rilevazione generale.

Con riferimento alla fig. 7, gli elementi rilevatori 28 comprendono una pluralità di elettrodi disposti secondo una configurazione multianodo ciascuno dei quali collegato a rispettivi fili 29 di trasmissione segnali i quali, a loro volta, sono collegati ad un apparato di rilevazione generale.

Altre forme di realizzazione possono prevedere che gli elementi rilevatori 28 comprendano uno o più anodi resistivi.

Gli elementi rilevatori 28 possono essere disposti su una piastra di supporto 30 attraverso la quale vengono poi ricavati i collegamenti 31 per i fili 29.

Gli elementi rilevatori 28 possono essere disposti sulla piastra di supporto 30 ad esempio mediante tecniche deposizione catodica.

La piastra di supporto 30 viene disposta con gli elementi rilevatori 28 a contatto contro la seconda superficie 18 dell'elemento di interposizione 16.

Le superfici di contatto fra la piastra di supporto 30 e la seconda superficie 18 dell'elemento di interposizione 16 sono sostanzialmente piane in modo da potersi reciprocamente accoppiare in appoggio una contro l'altra.

La piastra di supporto 30 può essere montata su un elemento di supporto 32 fissabile al corpo di supporto 14 ad esempio mediante collegamenti filettati od altre tipologie di accoppiamento.

Grazie a questa meccanica semplice, removibile e completamente in aria del rilevatore 27 è sufficiente sostituire una tipologia con un'altra per cambiare modalità di acquisizione senza necessità di complessi interventi sulla camera di analisi 13.

Nel caso in cui sia richiesta un'analisi ottica, inoltre, è possibile rimuovere rapidamente il rilevatore 27 per posizionare il dispositivo di acquisizione di immagini 26.

In possibili forme realizzative , il corpo di supporto 14 può essere provvisto di passanti vuoto - aria 33 che dal corpo di supporto 14 si protraggono verso l'elemento di interposizione 16.

I passanti vuoto - aria 33 possono essere configurati per portare ad esempio alimentazione allo strato luminescente 19 o per garantire la tenuta all'ultra alto vuoto della camera di analisi 13.

È chiaro che al dispositivo per la rilevazione 10 di particelle e al relativo metodo di rilevazione fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.

È anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di dispositivo per la rilevazione 10 di particelle e di metodo di rilevazione, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per la rilevazione di particelle comprendente un corpo di supporto (14) fissabile in corrispondenza di un'apertura (15) prevista in una parete (12) di una camera di analisi (13) per un apparato di rilevazione (11), quale un analizzatore elettronico a deflessione elettrostatica o un analizzatore a tempo di volo, detto corpo di supporto (14) essendo configurato per supportare almeno un elemento di interposizione (16) configurato per chiudere detta camera di analisi (13), caratterizzato dal fatto che detto elemento di interposizione (16) è realizzato in materiale isolante elettricamente e trasparente per la luce visìbile, e che su detto elemento di interposizione (16), sul lato in uso rivolto verso l'interno di detta camera di analisi (13), è disposto uno strato luminescente (19) avente una resistenza ohmica compresa tra 1kΩ/sq e 50MΩ/sq.
2. 2. Dispositivo come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto strato luminescente (19) comprende una miscela di fosforo e colla configurata per mantenere detta miscela di fosforo aderente a detto elemento di interposizione (16).
3. 3. Dispositivo come nella rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto strato luminescente (19) comprende un primo film (20) di detta miscela di fosforo e colla, ed un secondo film (21) disposto al di sopra di detto primo film (20) ed avente proprietà resistive elettriche.
4. 4. Dispositivo come nella rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto secondo film (21) presenta proprietà ottiche riflettenti.
5. 5. Dispositivo come nella rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che detto secondo film (21) è realizzato con un materiale scelto in un gruppo costituito da germanio e grafite.
6. 6. Dispositivo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elemento di interposizione (16) è realizzato in quarzo.
7. 7. Dispositivo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elemento di interposizione (16) ha uno spessore (S) compreso fra 1 mm e 5mm, preferibilmente fra 2,5 mm e 4mm, ancor più preferibilmente di circa 3 mm.
8. 8. Dispositivo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un elemento di amplificazione di carica (22) disposto affacciato a detto strato luminescente (19) e configurato per amplificare il segnale di dette particelle.
9. 9. Dispositivo come nella rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto elemento di amplificazione di carica (22) è scelto in un gruppo comprendente un MicroChannel Plates, un Gas Electron Multipler, o un Micro Computer a Trou, o altri dispositivi idonei a produrre un impulso di carica rilevabile.
10. 10. Dispositivo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un rilevatore (27) di tipo anodico associato a detto elemento di interposizione (16), sul lato contrapposto rispetto al quale è presente lo strato luminescente (19) e configurato per rilevare impulsi (P) di carattere elettromagnetico generati da dette particelle.
11. 11. Dispositivo come nella rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto rilevatore (27) è provvisto di almeno un elemento rilevatore (28) posto a diretto contatto con detto elemento di interposizione (16)
12. 12 Dispositivo come nella rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto che detto elemento rilevatore (28) è scelto in un gruppo costituito da elettrodi cross delay line, elettrodi multianodo, anodi resistivi.
13. 13. Apparato di rilevazione di particelle quale un analizzatore elettronico a deflessione elettrostatica o un analizzatore a tempo di volo, comprendente almeno una camera di analisi (13) posta, in uso, in una condizione di vuoto ed almeno un dispositivo di rilevazione (10) come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, detto dispositivo di rilevazione (10) essendo fissato ad almeno una parete (12) di detta camera di analisi (13) in corrispondenza di una sua apertura passante (15).
14. 14. Metodo per la rilevazione di particelle in un apparato di rilevazione (11), quale un analizzatore elettronico a deflessione elettrostatica o un analizzatore a tempo di volo, che prevede di accelerare dette particelle contro un elemento di interposizione (16) associato ad un corpo di supporto (14), detto corpo di supporto (14) essendo fissato in corrispondenza di un'apertura (15) prevista in una parete (12) di una camera di analisi (13) di detto apparato di rilevazione (11), caratterizzato dal fatto che dette particelle, accelerate contro detto elemento di interposizione (16), impattano su uno strato luminescente (19), polarizzato e disposto su detto elemento di interposizione (16), producendo un'emissione luminosa (L) e, per effetto capacitivo, un impulso (P) di carattere elettromagnetico, detto elemento di interposizione (16) essendo realizzato in materiale isolante elettricamente e trasparente per la luce visibile e detto strato luminescente (19) avendo una resistenza ohmica compresa tra lkQ/sq e 50MQ/sq, e che detto metodo comprende, inoltre, la rilevazione di almeno uno fra detta emissione luminosa (L) e detto impulso (P) per la rilevazione di dette particelle. p. ELETTRA-SINCROTRONE TRIESTE S.C.P.A. DO/SL 11.09.2013