Utilizzato per rilevare i composti chimici nelle sostanze campione, un rilevatore a cattura di elettroni generalmente emette particelle beta radioattive e gas, come l’azoto, in una miscela. Queste particelle tipicamente si scontrano con e sono trasportate da molecole di gas, mentre le collisioni disperdono elettroni che poi si spostano verso un elettrodo caricato positivamente. Una corrente viene generata da questo processo e quando gli elettroni vengono ricatturati, la corrente tra due elettrodi diminuisce. I composti nel campione vengono generalmente rilevati dalla variazione della corrente elettrica. Inventato negli anni ‘1950, il rivelatore a cattura di elettroni viene spesso utilizzato per rilevare alogeni, composti a base di nitro o nitrile, nonché sostanze chimiche legate al carbonio e ai metalli.
I moderni rivelatori a cattura di elettroni nel 21° secolo a volte usano il plasma per generare un flusso di elettroni. La maggior parte dei dispositivi funziona applicando un potenziale di corrente continua (DC) costante o un potenziale pulsato. Con il funzionamento in modalità CC, viene introdotta una tensione sufficiente per raccogliere gli elettroni emessi. Viene prodotta una corrente costante che tipicamente cade quando le molecole iniziano a scontrarsi. Il modello di cambiamento viene utilizzato per rilevare i composti.
Il funzionamento in modalità pulsata generalmente blocca il percorso della maggior parte delle molecole cariche negativamente. Quando l’impulso è in modalità off, gli elettroni reagiscono con il gas. I materiali possono essere rilevati attraverso il movimento delle loro particelle, che è influenzato dalla tempistica, dalla frequenza e dall’ampiezza degli impulsi. L’azoto e l’alogeno sono spesso usati in un rivelatore a cattura di elettroni perché relativamente pochi elettroni sono trattenuti dai loro atomi. Le sostanze possono quindi catturare più facilmente gli elettroni che scorrono liberi attraverso il sistema.
I rivelatori a cattura di elettroni sono spesso utilizzati nella gascromatografia e sono stati inizialmente sviluppati per essere utilizzati in quel campo. Utilizzati ancora nel 21° secolo, questi rilevatori generalmente devono essere maneggiati con cura. Spesso è necessaria l’autorizzazione delle autorità regionali per acquisire e utilizzare un rivelatore a cattura di elettroni. Le registrazioni dell’inventario, i risultati dei test del produttore e un elenco di specifiche a volte devono essere presentati per la revisione della sicurezza.
Una professione con un permesso può essere l’unica persona autorizzata a installare, testare o rimuovere un rilevatore di cattura di elettroni. Le normative possono anche imporre che le etichette di avvertenza siano visibili sul dispositivo o nella stanza in cui è conservato. Ci sono spesso requisiti che le sostanze infiammabili non devono essere immagazzinate vicino al rivelatore. Poiché in genere contiene materiale radioattivo, potrebbe essere necessario seguire anche procedure specifiche per lo smaltimento dello strumento.