Resumo: Os detectores de nêutrons térmicos à base de boro recuperaram recentemente alguma atenção da comunidade de instrumentação como uma forte alternativa aos detectores de hélio-3. A partir dos conceitos existentes explorando camadas de boro em detectores sensíveis à posição, a Cascata [1] é a que tira o máximo proveito das capacidades 2D dos detectores gasosos, com a resolução de posição não limitada pela arquitetura do detector. Neste trabalho, é apresentada uma proposta para o detector Cascade, baseada em Thick-GEMs, juntamente com alguns estudos preliminares do campo adequado que otimiza a eficiência da conversão de nêutrons, mantendo intacta a eficiência da coleta. A caracterização dos protótipos Thick-GEM produzidos no Brasil com campo de furo de 0,75 a 3 mm mostra que esses dispositivos já apresentam um desempenho estável com baixos ganhos, resultando também em uma resolução energética justa, quando cascados com um KaptonTM padrão de 50 µm GEM. Também são apresentados os resultados das primeiras tentativas de deposição de filmes de boro com deposição assistida por feixe de íons e caracterização por análise de feixe de íons.

Abstract: Boron-based thermal neutron detectors have recently regained some attention from the instrumentation community as a strong alternative to helium-3 detectors. From the existing concepts exploiting boron layers in position sensitive detectors, the Cascade [1] is the one that takes full advantage of the 2D capabilities of gaseous detectors, with the position resolution not limited by the architecture of the detector. In this work, a proposal for the Cascade detector, based on Thick-GEMs is presented, together with some preliminary studies of the suitable pitch that optimizes the neutron conversion efficiency, while keeping the collection efficiency intact. The characterization of Thick-GEM prototypes produced in Brazil with hole pitch from 0.75 to 3 mm shows that these devices already present a stable performance at low gains, also resulting in fair energy resolution, when cascaded with a standard KaptonTM 50 µm GEM. Results of the first attempts of boron film depositions with Ion Beam Assisted Deposition and characterization by Ion Beam Analysis are also presented.

Proceedings: https://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/abs/2018/09/epjconf_mpgd2018_01012/epjconf_mpgd2018_01012.html