DE2141934A1

DE2141934A1 - Strahlenmessgeraet

Info

Publication number: DE2141934A1
Application number: DE19712141934
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl Phys Lange
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-08-20
Filing date: 1971-08-20
Publication date: 1973-03-01

Description

Strahlenmeßgerät Die Erfindung betrifft ein Strahlenmeßgerät zum Nachweis ionisierender Strahlen mit einer zwischen Elektroden liegenden fotoleitenden Schicht. Geräte dieser Art dienen bekanntlich, der Dosimetrie ionisierender Strahlen, wie Röntgen- und Gammastrahlen. Andererseits werden sie auch dazu benutzt, die Verteilung strahlender Stoffe in Körpern anhand der von ihnen ausgehenden Strahlen zu bestimmen.
Die bekannten, unter Einwirkung von ionisierenden Strahlen ihre elektrische Leitfähigkeit ändernden Stoffe haben für die Ausbildung als Schichten, die zur Strahlenmessung heranziehbar sind, für gewtlhnlich zu wenig DunkelwiderstandO Kleine Strahlungsintensitäten können damit nicht gemessen werden, weil der Signalstrom im thermischen Eigenräuschen untergeht. Man hat daher versucht, empfindlichere Stoffe su finden bzwo die bekannten Stoffe, wie etwa Selen, empfindlicher zu machen. Ein anderer Versuch besteht aus der optischen Kombination eines Leuchtschirmes,der Zink Cadmiumsulfid enthält welches rot leuchtet, mit einer Siliziumsolarzelle. Sowohl die versuchten Verbesserungen der Fotoleiter als auch die Kombination, die eine verlustreiche Energiekonversion in Licht in Kauf nimmt, konnten keinen durchschlagenden Erfolg ergeben.
Die demgegenüber bewährten und in der Regel daher verwendeten Einrichtungen sind Ionisationskammern. Bei diesen werden bekanntlich durch die ionisierenden Strahlen in einer dünnen Schicht aus Schwermetall, wie Blei, Elektronen ausgelöst, die dann im elektrischen Feld zur Gegenelektrode hin beschleunigt werden. Dabei wird in der zwischen den Elektroden liegenden Gasschicht durch Ionisation ein Signal erhalten. Messungen haben ergeben, daß bei Bleielektroden, welche 2/u stark sind, und bei einem Elektrodenabstand von 10 mm Quanten von 50 keV Ausbeuten von 3 bis 3,5 Elektronen pro einfallendem Quant erhalten werden. Dabei ist aber verbesserimgsbedUrftig einerseits der geringe Umsatz der Strahlen in ein meßbares Signal und andererseits die beim Einbau in Geräte hinderlich großer Bautiefe.
Die Erfindung hat sich daher gegenüber dem Stand der Technik die Aufgabe gestellt, hinsichtlich vergrößertem Signal-Rausch-Verhältnis und wesentlich geringerer Bautiefe eine verbesserte Meßeinrichtung für ionisierende Strahlen zu schaffen. Erfindungsgemäß ist in Lösung dieser Aufgabe ein Strahlenmeßgerät mit einer fotoleitenden Schicht, die zwischen Elektroden liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schicht und der positiven Elektrode eine elektrisch isolierende Zwischenschicht angeordnet ist. Die Wirkung dieser Schicht kann man sich so vorstellen, daß sie die injizierende Wirkung einer Metallelektrode verhindert. Die Erhöhung des Dunkelwiderstandes ist bei Verwendung der isolierenden Zwischenschicht um den Faktor 10 bis 50 besser als bei Schichten, bei welchen die positive Elektrode direkt an der Halbleiterschicht angebracht war. Als Materialien für die isolierende Schicht können sowohl organische als auch anorganische, elektrisch isolierende Stoffe verwendet werden. 5 bis 1O/u haben sich als ausreichende Dicke erwiesen.
Besonders leicht anwendbar sind Lackschichten, wie z.B. solche aus Nitrolack oder Silikonlack. Es kommt bei der Dicke der Schicht nur darauf an, daß durch sie Injektionen von Ladungsträgern in den Halbleiter verhindert werden.
Eine weitere Verbesserung des Dunkelwiderstandes wird durch an sich bekannte Zusätze von Arsen zum Selen erhalten. Die Herstellung brauchbarer Schichten kann etwa so erfolgen, daß man dem zur Verdampfung bei ca. 2250C bestimmten Selen 0,5 bis 5 Arsen zusetzt. Die Aufdampfgeschwindigkeit wird dabei so einge-.
stellt, daß die Schicht einen Zuwachs von 2 bis 6/uXmin erhält, insbesondere 3 bis 3,5,u/min, weil dann hoher Dunkelwiderstand und gute Empfindlichkeit erreicht werden. Mit einem Zusatz von 0,5 ffi Arsen wurde selbst bei Feldstärken, die größer als 105 V/cm sind, noch kein Abfall des spezifischen Dunkelwiderstandes beobachtet. Bei Erhöhung des Arsenzusatzes zum Verdampfungsmaterial um 4,5 % haben sich keine wesentlichen Veränderungen der elektrischen Werte der Aufdampfschicht ergeben.
Anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels sind nachfolgend Vorteile und Merkmale der Erfindung erläutert.
Auf der Aluminiumfolie 1, die 0,5 mm stark ist, sind beiderseits 0,5 % Arsen enthaltende Schichten 2 und 3 aus Selen aufgedampft, die 35/u dick sind. Die beiden Schichten 2 und 3tragen an ihren Außenseiten je eine elektrisch isolierende Schicht 4 und 5, die z.B. aus Nitrolack bestehen und 7/u stark sind. Diese sind dann mit je einer Elektrode, d.h. elektrisch leitenden Schicht, aus einer 40 , Gold und 60 % Zinn enthaltenden Legierung ca. 1/U dick bedampft. Die Elektroden 6 und 7 sind über die Leitungen 8 und 9 mit der Gleichstromquelle 10 verbunden, die eine Spannung von 200 bis 300 V liefert. Der zweite Pol der Spannungsquelle 10 ist über die Leitung 12, welche das Meßinstrument 11 enthält, mit der Mittelelektrode, d.h. der Folie 1 aus Aluminium, verbunden. Durch das Instrument 11 werden daher alle, in den Schichten 2 und 3 auftretenden elektrischen Leitfähigkeitsveränderungen angezeigt.
Das Instrument 11 kann durch bekannte Elemente zur Speicherung und elektronischen Verarbeitung etc. ersetzt sein.

Claims

PatentansrUche

1. Strahlenmeßgerät zum Nachweis ionisierender Strahlen mit enger zwischen Elektroden liegenden fotoleitenden Schicht, d a d u r c h g e k e n xi z e i c h n e t , daß zwischen der Schicht und der positiven Elektrode (6, 7) eine isolierende Schicht (4, 5) liegt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Schicht (4, 5) 5 bis 10 µ stark ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die isolierende Schicht (4, 5) aus einem Lack, wie Nitrolack oder Silikonlack, besteht.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,. daß die fotoleitende Schicht (2, 3) aus Seien besteht und 0,5 bis 10 % Arsen enthält.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine leitfähige Folie (1) beiderseits mit je einer 30 bis 40 µ dicken Schicht (2, 3) aus Selen belegt ist* welches 0,5 bis 5 % Arsen enthält und daß auf diese Schicht jeweils eine 5 bis 1P/u dicke elektrisch isolierende Schicht angebracht ist, daß die äußeren Elektroden (6, 7) zusammen am Plus- und daß die mittlere Elektrode (1) über ein Anzeige und/oder Aufzeichnungsgerät (11) an dem Minuspol der Stromquelle (1q) liegt.

L e e r s e i t e