Ionizzazione nel rivelatore

L'assorbimento di radiazione ionizzante nei rivelatori a stato solido avviene tramite la dissipazione dell'energia della radiazione mediante la produzione di elettroni di alta energia, che successivamente creano coppie buca/elettrone. In questo processo, la quantità di nostro interesse é l'energia che deve essere spesa per creare una coppia buca/elettrone: l'energia di ionizzazione E_i. Se E é l'energia depositata nel rivelatore dalla radiazione incidente, saranno create nel rivelatore stesso N=$\frac{E}{E_i}$ coppie buca/elettrone.

In un rivelatore a stato solido, il valore tipico di E_i é 3-4 eV, da confrontarsi con 30 eV in un gas di un contatore proporzionale. (per analogia, possiamo considerare che in uno scintillatore un fotone di scintillazione viene prodotto per 15-100 eV) Il numero di portatori di carica prodotti sarà superiore di un fattore 10 al numero prodotto in un contatore proporzionale. La risoluzione energetica dei rivelatori a stato solido sarà quindi migliore di quella dei contatori proporzionali e dei contatori a scintillazione.

Analogamente a quanto osservato nei contatori proporzionali, le fluttuazioni statistiche nel numero di portatori di carica prodotti sono minori di quelle che si osserverebbero se il processo fosse completamente poissoniano. Anche in questo caso si corregge quindi la varianza osservata nel numero di portatori di cariche per il fattore correttivo

$$F = \frac{\mbox{varianza osservata}}{\left( \frac{E}{E_i} \right) }$$

il fattore di Fano. Questo é fortemente dipendente dalle caratteristiche del rivelatore e dalle condizioni ambientali. Valori tipici per il Si ed il Ge sono dell'ordine di 0.1