CS237644B1 - Detektor dávkového příkonu gama záření - Google Patents

Abstract

Detéktor je tvořen 2 až 100 P N přechody, řazenými za sebou, a výhodou v sendvičovém uspořádání, přičemž do objemu polovodiče jeou zavedena rekombinační centra. Vynález je určen pro všechna pracoviště, používající záření gama.

Description

Vynález se týká detektoru dávkového příkonu záření gama, který má zvýšenou citlivost a detekuje se buď fotoproud nebo fotonapětí.

Současný stav techniky v oblasti přesného a kontinuálního míření gama záření pro potřeby experimentů, realizovaných v intenzivních směsných polích neutronů a gama, lze charakterizovat' jako méně uspokojivý. Ionizační komory, běžně užívané v reaktorové technice pro tyto účely, obvykle nevyhovují. V rozmezích expozičních příkonů a dávek, vyskytujících se v těchto polích, převažují metody, využívající individuálně konstruovaných kalorimetrů založených na měření ohřevu absorpčních tělísek z různých materiálů. Z metod aktivačních byly ojediněle zkoumány možnosti užití platinových nebo oluvěných samopájecích detektorů. Metoda kalorizace speciálních druhů skel má jen velmi omezenou použitelnost. Standardně vyráběná čidla pro experimentální účely nejsou vyráběna vůbec.

Přesné aplikťíe polovodičových materiálů pro potřeby zmíněných experimentů v intenzivních směsných polích neutronů a gama nejsou rovněž známy, k dispozici jsou pouze/ídaje z některých laboratorních či poloprovozních měření, realizovaných ve zcela odlišných podmínkách. Přitom charakter odezvy v těchto případech nebývá obvykle uspokojivý a vyžaduje řadu doplňujících zejména kalibračních měření. Stanovení citlivosti detektoru je přitom většinou vázáno na řadu obtížně určitelných podmínek, jako energetické spektrum zdroje, geometrie uspořádání a podobně.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu detektor dávkového příkonu gama záření, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořen 2 až 100 P⁺N přechody, řazenými za sebou, s výhodou v sendvičovém uspořádání, přičemž do objemu polovodiče jsou zavedena rekombinační centra.

Základní účinek detektoru podle.vynálezu spočívá v jednoduchosti vyhodnocení dávkového příkonu. Polovodičová čidla této struktury lze jednoduše vyrábět, s čímž souvisí i jejich nízká cena. Vlastní citlivost se dá ještě regulovat objemem detektoru. Odolnost proti neutronovému záření zvyšuje zavedení atomů platiny do objemu polovodiče. Je možný velký rozsah aěřených dávkových příkonů a to od 6,45·10“$ až 2,58.10“^ c kg s^-’.

Vynález je dále blíže popsán na konkrétním příkladu provedení, kdy v křemíkových destičkách typu vodivosti N/měrný odpor 0,2Ω m/ o tlouětce 200 /im byly difúzními operacemi /difúze B a P/ vytvořeny oblasti vodivosti typu P⁺ a N⁺ o hloubce cca 30 /im. Po těchto operacích byly do křemíkových desek zavedeny rekombinační centra'difúzí Pt. Po chemickém očištění Si desek byl požadovaný počet desek fl /25 ks/ sletován pomocí hliníkových fólií k sobě tak, že vznikl válec o fl deskách. Z tohoto válce, na jehož čelní plochy bylo naneseno olovo, byly vyřezány jednotlivé sendvičové detektory o ploše 10 x 10 mm a 16 x 16 mm, které byly podrobeny chemickým úpravám ke stabilizaci povrchu. Po těchto úpravách byly sendvičové detektory opatřeny přívody na čelních plochách a světlotěsně zapouzdřeny. Citlivost systému o ploše 10 x 10 mm² činidla 812,2.10^ mVC^_1kg a^-1, systému o ploše 16 x 16 mm² činila 1 550,4 x ,0⁴ mVC’kg s¹.

Detektor byl připojen ke vstupu zesilovače MAC 156, který pracoval v režimu I/U se zpětnovazebním odporem 1 ΟΩ. Výsledky jsou uvedeny v tabulce:

Zářič Co 60 Dávkový příkon /R/hod/

0,1 0,5 1,0 5,0 10,0 50,0 '

Napětí na výstupu zesilovače /mV/

-2,1

-12,65

-22,76

-123,1

-2(64,75

-1 281,8

100

200

-2 506,8 -4 941,8

Energetická závislost je obdobná jako u všech polovodičových detektorů zhotovených

2 na křemíku. Radiační odolnost je pro příkon tepelných a rychlých neutronů 10 neutronů/om . s ne pokles odezvy na 30 % cca 200 hod. Vlastní šum je v řádu desítek pV, což pro signál v jednotkách mV zanedbatelné.

Sendvičový detektor nalezne uplatnění na věech pracovištích používajících záření gama tj. například energetika při experimentálních pracech v medicíně, zemědělství, geologii e podobně.

Claims (1)

1. ř S E D M Ě I VYNÁLEZU

   Detektor dávkového příkonu gama záření, vyznačený tím, že je tvořen 2 až 100 P⁺N přechody řazenými za sebou, například v sendvičovém uspořádání, přičemž do objemu polovodiče jsou zavedena rekombinační centra.