Breaking down aging phenomena in Resistive Plate Chambers operated with eco-friendly gas mixtures

Con l’entrata in vigore del regolamento UE 2024/573, la produzione e l’uso del Tetrafluoroetano (R134a) sono stati fortemente regolamentati. Questo gas è un componente chiave nella miscela gassosa delle Resistive Plate Chambers (RPC), una tecnologia di rivelazione ampiamente utilizzata nella fisica delle alte energie. Un potenziale sostituto più ecologico di questo gas è il Tetrafluoropropene (HFO). Sono state proposte diverse miscele promettenti a base di HFO. Il comportamento a lungo termine (invecchiamento) delle RPC funzionanti con queste miscele viene generalmente studiato esponendo diversi rivelatori, funzionanti con una miscela gassosa a base di HFO, a una sorgente radioattiva e analizzando la stabilità della corrente assorbita e le prestazioni delle RPC nel tempo. I test sperimentali sono fondamentali per individuare e quantificare gli effetti dell’invecchiamento, ma raramente forniscono una spiegazione sulla loro origine. Ciò richiede una comprensione più approfondita delle modifiche microscopiche dei materiali indotte dalla decomposizione dell’HFO quando esposto a irraggiamento. Questo progetto mira a scomporre i fenomeni di invecchiamento di diversi componenti delle RPC nei loro elementi fondamentali, confrontando le caratteristiche chimiche (spettroscopia EDX e analisi SEM) ed elettriche (resistività) di campioni nuovi e invecchiati dei materiali RPC. I risultati di queste analisi saranno utilizzati per formulare un modello che descriva gli effetti osservati e sviluppare un codice di simulazione, consentendo un test sistematico delle proprietà di invecchiamento di diverse miscele gassose a base di HFO.