Developments in gamma detectors for high temporal and energy resolutions

Abstract

Radiation detectors are devices of great importance in the field of nuclear physics, since their use is not limited only to the experimental physics, they are essential in any context in which it is necessary to measure nuclear radiation, for example in nuclear power plants or in medical imaging or radiotherapy. For these reasons, these devices are constantly evolving, to achieve better detection systems, either by improving their efficiency or making them more precise. The main objective of this thesis lies in the evaluation of silicon photomultipliers (SiPMs), and to assess whether they can be use advantageously to replace photomultiplier tubes (PMTs), so that they may be a very viable candidate to improve current scintillation detectors based on those photomultiplier tubes. We also report of the performance of some SiPM-based detectors we developed in this thesis in experimental setups at ISOLDE (CERN) and other facilities, as well as experiments to monitor beams in radiotherapy...Los detectores de radiación son dispositivos de gran importancia en el campo de la física nuclear, ya que su uso no se limita únicamente a la física experimental, son imprescindibles en cualquier contexto en el que sea necesario medir la radiación nuclear, ya sea en centrales nucleares como en imagen médica o radioterapia. Por estos motivos, estos dispositivos están en constante evolución, para lograr mejores sistemas de detección, ya sea mejorando su eficiencia o haciéndolos más precisos. El principal objetivo de esta tesis radica en la evaluación de fotomultiplicadores de silicio (SiPMs), y valorar si suponen una ventaja para ser utilizados en sustitución de los tubos fotomultiplicadores (PMTs), de forma que puedan ser un candidato muy viable para mejorar los actuales detectores de centelleo basados en esos tubos fotomultiplicadores. También mostraremos resultados sobre el rendimiento de algunos detectores basados en SiPM que desarrollamos en esta tesis en configuraciones experimentales en ISOLDE (CERN) y otras instalaciones, así como en experimentos para monitorear haces en radioterapia...