In dettaglio
La facility di calibrazione di esperimenti di Astronomia X è dedicata alla generazione di fasci di raggi X con caratteristiche (energia, polarizzazione, posizione, direzione e flusso) note con elevata precisione.
Tubi a raggi X di media potenza (50 W) con anodi di vari materiali (Ca, Ti, Fe, Cu, Au, Mo, Rh, Ag, W) sono utilizzati sia con diaframmi (diametro minimo 25 μm) che con collimatori
(apertura minima <1 arcmin) costruiti internamente all’istituto. Un diffrattore con cristalli posti a 45 gradi nella configurazione di Bragg, anch’esso ideato e realizzato in istituto, consente di generare raggi X monocromatici e polarizzati ad energie comprese tra 1.65 e 17.4 keV.
La scelta di opportuni cristalli per le diverse energie garantisce un elevato tasso di conteggi, fino a decine di migliaia per mm 2 su una regione anche di molti mm 2 . Il fascio può essere spostato su una superficie di 100x100 mm, ruotato di 360 gradi e inclinato con precisione micrometrica. La sorgente e il suo posizionamento sono controllabili da remoto. La strumentazione è posta in aria, ma raggi X di bassa energia (>1 keV) possono essere prodotti con l’utilizzo di flussaggio di elio nella sorgente.
Nella facility sono inoltre disponibili:
- Rivelatori di test (un rivelatore a immagine CCD e uno spettrometro SDD, uno spettrometro S i-PIN e uno spettrometro CdTe,…) per la caratterizzazione del fascio;
- Un braccio di misura per l’allineamento tra sorgente e rivelatore;
- Schermi per raggi X che permettono l’utilizzo della facility in presenza di personale;
- Contatore di particelle.
Sono disponibili tre set-up, di cui uno in camera pulita classe ISO7 e due in laboratorio, altamente adattabile ad esigenze specifiche.
La costruzione della facility di calibrazione è iniziata nel 2007 ed è stata utilizzata per lo sviluppo di vari rivelatori X, come per esempio il Gas Pixel Detector e Silicon Drift Detector, o per la caratterizzazione di elementi, per esempio il collimatore a bordo delle missioni LOFT/eXTP e i rivelatori di HERMES. A partire dal 2017 una nuova facility in camera pulita classe ISO7 è stata ideata, realizzata ed utilizzata per la calibrazione dei 4 polarimetri fotoelettrici di piano focale (3 per il volo e 1 spare) per la missione NASA-ASI IXPE.
Caratteristiche tecniche
Intervallo di energia:
- 1.65-17.4 keV per radiazione monocromatica
- 1-50 keV per radiazione continua
Conoscenza dell’energia <10 eV
Conoscenza della posizione <10 μm
Conoscenza della direzione <1arcmin
Conoscenza della polarizzazione <1%