Camera di ionizzazione

Descrizione e caratteristiche fisiche

La camera di ionizzazione è un rivelatore a gas di radiazioni ionizzanti (Syed, 2007). Il suo funzionamento si basa sulla capacità che la radiazione ionizzante attraversando il gas ne provochi la ionizzazione. In presenza di in un campo elettrico ausiliario (tra due elettrodi posti a differente potenziale elettrostatico), gli ioni e gli elettroni creati migrano verso gli elettrodi di segno opposto generando una corrente elettrica. Questi rivelatori quindi misurano la corrente elettrica generata dalla ionizzazione del gas. La radiazione ionizzante, da una sorgente radioattiva, può essere costituita da particelle alfa, particelle beta, raggi gamma, e raggi X.

I componenti essenziali della camera di ionizzazione sono i suoi due elettrodi di raccolta delle cariche: l'anodo e il catodo (l'anodo è caricato positivamente rispetto al catodo). Nella maggior parte dei casi, ma non in tutti, la parete della camera esterna funge da catodo. La differenza di potenziale tra l'anodo e il catodo è spesso compresa tra 100 e 500 volt. La tensione più appropriata dipende da una serie di fattori come la dimensione della camera: più grande è la camera, maggiore è la tensione richiesta. La corrente prodotta dal campione radioattivo è inizialmente proporzionale alla tensione di polarizzazione fino a raggiungere un valore di saturazione proporzionale al flusso radiativo.

La camera di ionizzazione è costituita da un recipiente cilindrico di ottone. Sul fondo è posizionato l'anodo. La camera è chiusa da un coperchio di ottone in cui è presente un foro. Tra il coperchio e il corpo della camera si trova una lamierina di alluminio, per effettuare misure del flusso radioattivo anche in funzione dello spessore del foglio di alluminio. Il principio di funzionamento della camera di ionizzazione e il metodo di misura sono descritti in (Segrè, 1935).

Notizie storiche e uso dello strumento

La camera di ionizzazione insieme all’elettrometro di Perucca sono stati utilizzati nei laboratori dell’Istituto di Fisica dell'Università di Palermo da Emilio Segrè (1905 - 1989), premio Nobel per la fisica nel 1959, per le ricerche condotte in collaborazione col mineralogista Carlo Perrier (1886 - 1948) che portarono, nel 1937, alla scoperta del Tecneto (Technetium) (Perrier & Segrè, 1937). La camera di ionizzazione è stata costruita molto probabilmente da Giovan Battista Russo, meccanico in servizio presso l'Istituto di Fisica dell'Università di Palermo, su indicazione di Segrè, in analogia a quella usata da Segrè a Roma con il gruppo di ricerca di Fermi (Segrè, 1995; Russo, 1998).

Interventi

Rimozione a secco della polvere con pennellesse a setole morbide. Pulitura delle superfici con etere di petrolio. Realizzazione del supporto di acciaio e cuscinetti di sughero per l'esposizione.

Bibliografia & sitografia

• Perrier C. and Segrè E., 1937. Radioactive Isotopes of Element 43, Nature 140: 193-194

• Russo A., 1998. L’affermazione della fisica palermitana nel panorama scientifico nazionale, 1935-1970, in Quaderni del Seminario di Storia della Scienza, n. 7, Palermo

• Segrè E., 1935. Misure delle sostanze radioattive artificiali. Il nuovo cimento 12: 232-239

• Segrè E., 1995. Autobiografia di un fisico. Il Mulino, Bologna

• Syed Naeem Ahmed, 2007. Physics and Engineering of Radiation Detection, Elsevier

• Wikipedia: it.wikipedia.org/wiki/Camera_a_ionizzazione

• YouTube: Alberto Melappioni, Camera a Ionizzazione e Uraninite