Детектор из особо чистого германия

Эта страница требует существенной переработки. Возможно, её необходимо викифицировать, дополнить или переписать. Пояснение причин и обсуждение — на странице Википедия:К улучшению/26 августа 2012. Дата постановки к улучшению — 26 августа 2012.

Детектор ОЧГ (HPGe) — детектор из Особо Чистого Германия (High Purity Germanium).

Детектор применяется в ядерной и радиационной физике для измерения спектра рентгеновских и гамма квантов. Отличается высоким энергетическим разрешением и высокой эффективностью регистрации. Для работы требуется охлаждение (обычно жидким азотом). Наиболее известные фирмы-производители ORTEC и CANBERRA.

Описание

Детектор представляет собой цилиндрической формы Pin-диод размерами до 70 мм в диаметре и до 85 мм длинной, размещенный в корпусе с теплоотводом, опускаемым в сосуд Дьюара. Для питания детектора используется постоянный источник высокого напряжения до 5 кВ, как правило требуется плавный подъем напряжения до рабочего уровня в течение нескольких минут. Для гамма квантов с энергией 122keV энергетическое разрешение составляет около 0,5 %, при энергиях более 1 MeV разрешение снижается до 0,15 %. Относительная эффективность регистрации при энергиях около 1 MeV может доходить до 60 %. Специальные типы детектора для регистрации низко энергетического (порядка 10keV) спектра имеют небольшую толщину и снабжены входным окном из тонкой бериллиевой фольги. При измерениях часто используется цилиндрический свинцовый коллиматор, экранирующий боковую поверхность детектора от внешнего фона.

Принцип работы

Охлаждение детектора обеспечивает почти полное отсутствие свободных зарядов в основном объеме детектора и соответственно крайне малый темновой ток.

При прохождении гамма кванта сквозь материал детектора происходит конверсия его энергии на образование свободных зарядов в полупроводнике. Образовавшийся заряд создает импульс тока между электродами, пропорциональный энергии переданной гамма квантом. При полном поглощении гамма кванта материалом детектора энергетическое разрешение определяется из статистических соображений, и пропорционально квадратному корню из количества образовавшихся зарядов. Этому процессу на полученном гамма спектре соответствует пик полного поглощения, и в качестве основной характеристики детектора(разрешения) приводится ширина данного пика на половине его высоты. Кроме пика полного поглощения с выхода детектора могут быть получены импульсы соответствующие частичному поглощению. Для достаточно высоких энергиях гамма кванта возможно рождение электрон-позитронной пары, при этом кинетическая энергия электрона и позитрона также расходуется на создание свободных зарядов, после остановки позитрона происходит его аннигиляция с рождением вторичной пары гамма квантов и один или оба могут покинуть детектор без взаимодействия, унеся таким образом по 511 keV каждый.

Области применения

Определение изотопного состава делящихся материалов в методах неразрушающего контроля, определение химического состава активационными методами.

Литература

• «Passive Nondestructive Assay of Nuclear Materials» Reilly D., Ensslin N. and Smith H.Jr. March 1991, Los Alamos National Laboratory

Ссылки

• http://www.lanl.gov/orgs/n/n1/panda/0.%20PANDA%20Preface%20v1.pdf

Связать^?

На эту статью не ссылаются другие статьи Википедии. Пожалуйста, воспользуйтесь подсказкой и установите ссылки в соответствии с принятыми рекомендациями.