Полупроводниковые детекторы ионизирующих излучений — что это, виды и применение

Данные полупроводниковые детекторы (ППД ИЗ) применяют в радиометрии и спектрометричекой аппаратуре определения степени рентгеновского и гамма излучения, а также учета количества частиц при излучении.

Чувствительным элементом у ядерных излучателей выступают кристаллы кремния, и реже – германия и алмаза. Принцип работы повторяет ионизационную камеру.

С тем отличием, что местом ионизации выступает не ионизационная газовая камера, а объем кристалла. Это привело к значительному снижению приборных габаритов, не уменьшая при этом эффективность измерений.

Примечательные особенности

Алгоритм ППД, подобный газоанализаторам. Но в отличие от них, у полупроводников отсутствуют газоразрядные камеры.

Воздействие частиц на полупроводники приводит к появлению в них дополнительных зарядов, и соответственному формированию электрических импульсов.

Индикатор регистрирует такие импульсы, указывая уровень интенсивности излучения.

Преимущества полупроводниковых детекторов

В отличие от первых моделей 60-х годов, у современных компактных приборов не требуется охлаждение.

А от индикаторов с газоразрядными камерами их отличает следующее:

• Высокая плотность широкозонных полупроводников. Благодаря этому, они регистрируют энергии в более широком диапазоне.
• При сниженной энергии ионизации, стало возможным повышение энергетического разрешения.
• Сокращение времени, за которое нарастают импульсы.
• Малые размеры приборов.

Используемые в ППД материалы

Эффективную регистрацию частиц у ППД определяют используемые материалы кристаллов.

Самые распространенные детекторы на кремниевых кристаллах с плотностью 2,3г/см3, и на германиевых, плотность которых 5,3г/см3.

Сверхчистый германий дает лучшее энергетическое разрешение, но для этого детекторы на его основе требуют охлаждения к низким температурам.

Кремний с чуть меньшим разрешением не требует особых условий, для его оптимальной работы подходит комнатная температура.

Лучшая альтернатива кремнию и германию – алмаз, теллуриды кадмия и цинка. Но для них необходимо выращивать большой кристалл.

Зато они работают с большими энергиями (больше 20кэв), чем кремний, обеспечивают работу при комнатных температурах , в отличие от германия. У алмазны ППД с широкой зоной – лучшие общие показатели от кремниевых ППД.

У них высокая радиационная стойкость с малыми токами дрейфа. Но широкое применение алмазных детекторов ограничено – их сложно изготовить.

Смотрите также:

Как выбрать хорошие наушники для компьютера http://euroelectrica.ru/kak-vyibrat-horoshie-naushniki-dlya-kompyutera/.

Интересное по теме: Как делается двухсторонний монтаж печатных плат

Советы в статье "Как самому заправить картридж лазерного принтера HP?" здесь.

Поэтому применяются в самых необходимых для этого областях – медицинской, и смежных с ней сферах.