Sensore di fluenza adronica riconfigurabile basato su FPGA

Rilevatore di particelle ionizzanti che incorpora in un unico chip FPGA (Field-Programmable Gate Array) sia l’elemento sensibile che la logica di lettura e che può essere riprogammato e configurato.

Come funziona?

Le particelle ionizzanti possono causare un cambio di stato (Single Event Upset) nei dispositivi microelettronici come le memorie RAM statiche (SRAM). Il numero di eventi è proporzionale a quello di particelle ionizzanti, per cui è possibile usare le memorie SRAM come monitor di fluenza.

Un limite di questo approccio è che sono necessari componenti separati per rilevare gli upset e per leggerli e il sistema risultante è perciò complicato e costoso; ioltre, la logica di lettura è solitamente fissata e non riconfigurabile.

In questa invenzone un solo componente FPGA implementa sia l’elemento sensibile che la logica di lettura, che può essere anche programmata e riconfigurata.

Applicazioni

• Monitoraggio delle radiazioni presso:
  • acceleratori di particelle
  • esperimenti di fisica delle alte energie
  • fisica medica
  • facility di irraggiamento
  • depositi di scorie radioattive
  • centrali nucleari;
• monitoraraggio della fluenza di protoni o neutroni ad alta energia (E>50 MeV);
• Imaging neutronico.

Vantaggi

• singolo dispositivo come elemento sensibile ed elettronica di lettura;
• logica di lettura riprogrammabile e interfaccia configurabile ai sistemi di back-end;
• scheda compatta;
• uscita seriale digitale;
• bassa potenza (<2 W per sensore);
• costo il più basso possibile utilizzando componenti commerciali off-the-shelf.