Characterization of a versatile and sensitive detector for gamma-ray astronomy

Il lavoro presentato in questa tesi è stato svolto presso l’Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Bologna (IASF-Bologna) nell’ambito delle attività di ricerca della collaborazione ReDSoX (REsearch Drift for SOft X-rays). Il mio progetto di tesi si pone come obiettivo la realizzazione di uno spettrometro per missioni di astrofisica spaziale. Tale spettrometro si basa su una tecnologia nota e affidabile come quella dei rivelatori al Silicio, mantenendo un design compatto e la possibilità di lavorare senza la necessità di un sistema attivo di raffreddamento. Il lavoro presentato in questa tesi riguarda la caratterizzazione di un prototipo di rivelatore realizzato accoppiando un cristallo scintillatore con un rivelatore a stato solido (Silicon Drift Detector, SDD). Il fotorivelatore è costituito da una matrice di 7 SDD a geometria esagonale. Tale matrice è stata disegnata con lo specifico obiettivo di essere utilizzata come fotorivelatore per la luce di scintillazione proveniente da un cristallo scintillatore commerciale di forma cilindrica e dal diametro di 0,5”. Abbiamo utilizzato un cristallo di Bromuro di Lantanio attivato al Cerio, LaBr3(Ce). Esso é un cristallo di nuova generazione caratterizzato da un’elevata produzione di luce (light yield), un tempo di emissione molto rapido e alta linearità. In questa tesi abbiamo testato ampiamente il prototipo sia per le sue prestazioni spettroscopiche che temporali. Sono state misurate le prestazione in termini di rumore sia a temperatura ambiente che a temperature moderatamente basse.