espectrómetro de rayos gamma
Un espectrómetro de rayos gamma (GRS) es un instrumento para medir la distribución (o espectro, consulte la figura ) de la intensidad de la radiación gamma frente a la energía de cada fotón . El estudio y análisis de los espectros de rayos gamma para uso científico y técnico se denomina espectroscopia gamma , y los espectrómetros de rayos gamma son los instrumentos que observan y recopilan dichos datos. Debido a que la energía de cada fotón de radiación EM es proporcional a su frecuencia, los rayos gamma tienen suficiente energía para que se observen típicamente contando fotones individuales.
Los núcleos atómicos tienen una estructura de niveles de energía algo análoga a los niveles de energía de los átomos, por lo que pueden emitir (o absorber) fotones de energías particulares, al igual que lo hacen los átomos, pero a energías que son miles o millones de veces más altas que las típicas. estudiado en espectroscopia óptica. (Tenga en cuenta que el extremo de alta energía de longitud de onda corta, del rango de energía de la espectroscopia atómica (pocos eV a unos pocos cientos de keV ), generalmente denominados rayos X , se superpone un poco con el extremo inferior del rango de rayos gamma nucleares (~10 MeVa ~10 keV), por lo que la terminología utilizada para distinguir los rayos X de los rayos gamma puede ser arbitraria o ambigua en la región de superposición). los rayos gamma emitidos, que corresponden a las diferencias de energía de los núcleos, pueden utilizarse para identificar elementos e isótopos particulares. Distinguir entre rayos gamma de energía ligeramente diferente es una consideración importante en el análisis de espectros complejos, y la capacidad de un GRS para hacerlo se caracteriza por la resolución espectral del instrumento , o la precisión con la que se mide la energía de cada fotón. Detectores de semiconductores, basados en germanio o silicio enfriadoselementos de detección, han sido invaluables para tales aplicaciones. Debido a que el espectro del nivel de energía de los núcleos generalmente se extingue por encima de los 10 MeV, los instrumentos de rayos gamma que buscan energías aún más altas generalmente observan solo espectros continuos, de modo que la resolución espectral moderada de centelleo (a menudo yoduro de sodio (NaI) o yoduro de cesio, ( CsI) espectrómetros), a menudo es suficiente para tales aplicaciones.
Se han realizado varias investigaciones para observar los espectros de rayos gamma del Sol y otras fuentes astronómicas , tanto galácticas como extragalácticas. El espectrómetro de imágenes de rayos gamma, el experimento de rayos X duros/rayos gamma de baja energía (A-4) en HEAO 1 , el experimento de espectrometría de ráfagas y transitorios (BATSE) y el OSSI (Experimento de espectrómetro de centelleo orientado) en CGRO , el instrumento de rayos gamma de germanio (Ge) C1 en HEAO 3 y el espectrómetro de rayos gamma Ge (SPI) en la misión ESA INTEGRAL son ejemplos de espectrómetros cósmicos, mientras que el GRS en el SMM y el espectrómetro de imágenes Ge del satélite RHESSI se han dedicado a las observaciones solares.
