A velocidade de arrastamento de elétrons caracteriza a condutividade elétrica de um gás fracamente ionizado e é um dos mais importantes parâmetros de transporte para a simulação e modelagem de detectores de radiação e de descargas em plasmas. Neste trabalho são apresentados os resultados de velocidade de arrastamento de elétrons, em função do campo elétrico reduzido, obtidos para o nitrogênio e isobutano pela técnica de Townsend pulsada. Em uma câmara de geometria planar, os elétrons primários foram liberados de um catodo de alumínio devido à incidência de um feixe de laser de nitrogênio e acelerados em direção ao anodo (placa de vidro de elevada resistividade) por meio de um campo elétrico uniforme. Os rápidos sinais elétricos (da ordem de nanossegundos) gerados foram digitalizados em um osciloscópio de 1 GHz de largura de banda para medidas do tempo de trânsito dos elétrons e cálculo das velocidades de arrastamento em diferentes distâncias entre anodo e catodo. Para validar este método, as medidas foram feitas inicialmente no nitrogênio puro em uma região de campo elétrico reduzido de 148 a 194 Td. Os resultados mostraram um excelente acordo com aqueles encontrados na literatura para este gás, amplamente investigado. As medidas de velocidade de deriva de elétrons no isobutano puro foram realizadas em função do campo elétrico reduzido de 190 a 211 Td. Os resultados concordaram dentro dos erros experimentais com os valores simulados com o programa Imonte (versão 4.5) e com os resultados recentemente obtidos pelo nosso grupo no intervalo de campo elétrico reduzido investigado neste trabalho. / The electron drift velocity characterizes the electric conductivity of weakly ionized gases and is one of the most important transport parameters for simulation and modelling of radiation detectors and plasma discharges. This work presents the results of electron drift velocity as a function of the reduced electric field obtained in pure nitrogen and pure isobutane by the Pulsed Townsend technique. In a planar geometry chamber, primary electrons were liberated from an aluminum cathode due to the incidence of a nitrogen laser beam and accelerated toward the anode (high resistivity glass plate) by an uniform electric field. The fast electric signals generated were digitalized in a 1 GHz bandwidth oscilloscope to measure the electrons transit time and to calculate the electron drift velocity in different gaps between anode and cathode. To validate this method, measurements were initially carried out in pure nitrogen, in reduced electric fields ranging from 148 to 194 Td. These results showed very good agreement with those found in the literature for this largely investigated gas. In the pure isobutane, measurements of electron drift velocities were performed as a function of reduced electric field from 190 to 211 Td. The results were concordant, within the experimental errors, with the values simulated by the Imonte (version 4.5) software and the data recently obtained by our group in the range of reduced electric field investigated in this work.

A velocidade de arrastamento de elétrons caracteriza a condutividade elétrica de um gás fracamente ionizado e é um dos mais importantes parâmetros de transporte para a simulação e modelagem de detectores de radiação e de descargas em plasmas. Neste trabalho são apresentados os resultados de velocidade de arrastamento de elétrons, em função do campo elétrico reduzido, obtidos para o nitrogênio e isobutano pela técnica de Townsend pulsada. Em uma câmara de geometria planar, os elétrons primários foram liberados de um catodo de alumínio devido à incidência de um feixe de laser de nitrogênio e acelerados em direção ao anodo (placa de vidro de elevada resistividade) por meio de um campo elétrico uniforme. Os rápidos sinais elétricos (da ordem de nanossegundos) gerados foram digitalizados em um osciloscópio de 1 GHz de largura de banda para medidas do tempo de trânsito dos elétrons e cálculo das velocidades de arrastamento em diferentes distâncias entre anodo e catodo. Para validar este método, as medidas foram feitas inicialmente no nitrogênio puro em uma região de campo elétrico reduzido de 148 a 194 Td. Os resultados mostraram um excelente acordo com aqueles encontrados na literatura para este gás, amplamente investigado. As medidas de velocidade de deriva de elétrons no isobutano puro foram realizadas em função do campo elétrico reduzido de 190 a 211 Td. Os resultados concordaram dentro dos erros experimentais com os valores simulados com o programa Imonte (versão 4.5) e com os resultados recentemente obtidos pelo nosso grupo no intervalo de campo elétrico reduzido investigado neste trabalho. / The electron drift velocity characterizes the electric conductivity of weakly ionized gases and is one of the most important transport parameters for simulation and modelling of radiation detectors and plasma discharges. This work presents the results of electron drift velocity as a function of the reduced electric field obtained in pure nitrogen and pure isobutane by the Pulsed Townsend technique. In a planar geometry chamber, primary electrons were liberated from an aluminum cathode due to the incidence of a nitrogen laser beam and accelerated toward the anode (high resistivity glass plate) by an uniform electric field. The fast electric signals generated were digitalized in a 1 GHz bandwidth oscilloscope to measure the electrons transit time and to calculate the electron drift velocity in different gaps between anode and cathode. To validate this method, measurements were initially carried out in pure nitrogen, in reduced electric fields ranging from 148 to 194 Td. These results showed very good agreement with those found in the literature for this largely investigated gas. In the pure isobutane, measurements of electron drift velocities were performed as a function of reduced electric field from 190 to 211 Td. The results were concordant, within the experimental errors, with the values simulated by the Imonte (version 4.5) software and the data recently obtained by our group in the range of reduced electric field investigated in this work.

O deslocamento de elétrons em gases pode ser caracterizado por grandezas macroscópicas tais como a velocidade de arrastamento, taxa de ionização, primeiro coeficiente de Townsend e os coeficientes de difusão longitudinal e transversal, que são denominados de parâmetros de transporte. Esses parâmetros são importantes já que permitem a validação das secções de choque de colisões de elétrons com as moléculas do gás, contribuem com informações para modelos de descargas automantidas e são importantes para o desenvolvimento de novos detectores gasosos. Neste trabalho são apresentados os resultados de velocidade de arrastamento (W), taxa de ionização (Ri) e do primeiro coeficiente Townsend de ionização (α), para o isobutano e n-butano em função do campo elétrico reduzido efetivo no intervalo de 130 a 180 Td, obtidos utilizando a técnica de Townsend pulsada. Em nosso aparato, os elétrons primários são gerados a partir da incidência no catodo de um curto pulso de laser e são acelerados em direção ao anodo por meio de um campo elétrico uniforme. O sinal elétrico proveniente do deslocamento desses elétrons é digitalizado por um osciloscópio e a partir do ajuste de uma função modelo à forma do sinal elétrico, determinam-se os parâmetros de transporte. Os resultados obtidos para o isobutano e n-butano foram comparados com os valores da simulação Magboltz 2-versão 8.6 em razão da escassez de dados na literatura para esses gases na região de campo elétrico reduzido estudada. / The electron swarm can be characterized by macroscopic quantities such as the drift velocity, ionization rate, first Townsend ionization coefficient and the longitudinal and transverse diffusion coefficients, so called transport parameters. These parameters are important since they allow the validation of electron collisional cross section with gas molecules, contribute for self-sustained discharge models and are important for gaseous detectors development. In the present work the results of electron drift velocity (W), ionization rate (Ri) and first Townsend coefficient (α) as a function of the reduced electric field for isobutane and n-butane by the means of pulsed Townsend technique are presented. In our experimental setup, the primary electrons are liberated by the irradiation of a short laser pulse at the cathode and are accelerated towards the anode through a uniform electric field. The electron movements induce signals that are digitalized and the fitting of a model function to their waveforms provides the transport parameters. The results obtained for isobutane and n-butane were compared with Magboltz 2-version 8.6 values, since there are few data in the literature for these gases for effective reduced electric field ranging from 130 to 180 Td.

O deslocamento de elétrons em gases pode ser caracterizado por grandezas macroscópicas tais como a velocidade de arrastamento, taxa de ionização, primeiro coeficiente de Townsend e os coeficientes de difusão longitudinal e transversal, que são denominados de parâmetros de transporte. Esses parâmetros são importantes já que permitem a validação das secções de choque de colisões de elétrons com as moléculas do gás, contribuem com informações para modelos de descargas automantidas e são importantes para o desenvolvimento de novos detectores gasosos. Neste trabalho são apresentados os resultados de velocidade de arrastamento (W), taxa de ionização (Ri) e do primeiro coeficiente Townsend de ionização (α), para o isobutano e n-butano em função do campo elétrico reduzido efetivo no intervalo de 130 a 180 Td, obtidos utilizando a técnica de Townsend pulsada. Em nosso aparato, os elétrons primários são gerados a partir da incidência no catodo de um curto pulso de laser e são acelerados em direção ao anodo por meio de um campo elétrico uniforme. O sinal elétrico proveniente do deslocamento desses elétrons é digitalizado por um osciloscópio e a partir do ajuste de uma função modelo à forma do sinal elétrico, determinam-se os parâmetros de transporte. Os resultados obtidos para o isobutano e n-butano foram comparados com os valores da simulação Magboltz 2-versão 8.6 em razão da escassez de dados na literatura para esses gases na região de campo elétrico reduzido estudada. / The electron swarm can be characterized by macroscopic quantities such as the drift velocity, ionization rate, first Townsend ionization coefficient and the longitudinal and transverse diffusion coefficients, so called transport parameters. These parameters are important since they allow the validation of electron collisional cross section with gas molecules, contribute for self-sustained discharge models and are important for gaseous detectors development. In the present work the results of electron drift velocity (W), ionization rate (Ri) and first Townsend coefficient (α) as a function of the reduced electric field for isobutane and n-butane by the means of pulsed Townsend technique are presented. In our experimental setup, the primary electrons are liberated by the irradiation of a short laser pulse at the cathode and are accelerated towards the anode through a uniform electric field. The electron movements induce signals that are digitalized and the fitting of a model function to their waveforms provides the transport parameters. The results obtained for isobutane and n-butane were compared with Magboltz 2-version 8.6 values, since there are few data in the literature for these gases for effective reduced electric field ranging from 130 to 180 Td.