Детектор іонізуючого випромінювання

Детектор іонізуючого випромінювання, що містить чутливий елемент з кристалу CdІ2 шаристої структури та реєструючий прилад, який відрізняється тим, що чутливий елемент виконаний шляхом сколювання вздовж шарів спайності у вигляді плоскопаралельної пластини, і омічні контакти нанесені тангенціально до кристалографічної осі "С6" на протилежні боки поверхні пластини. (19) (21) 98126387 (22) 03.12.1998 (24) 15.06.2001 (33) UA (46) 15.06.2001, Бюл. № 5, 2001 р. (72) Матвіїшин Ігор Михайлович, Лискович Олексій Борисович, Костюк Богдана Михайлівна, Харамбура Софія Богданівна, Новосад Степан Степанович (73) Львівський державний університет ім. І. Франка 39800 чутливого елемента, а саме - певного його виготовлення та розташування контактів, і забезпечити спрощення його конструкції і виготовлення, зменшити робочий об'єм чутливого елемента. Поставлена задача, згідно з винаходом, вирішується так, що у детектора іонізуючого випромінювання, що містить чутливий елемент з кристалу CdІ2 шаристої структури та реєструючий прилад, чутливий елемент виконаний шляхом сколювання вздовж шарів спайності у вигляді плоскопаралельної пластини, і омічні контакти нанесені тангенціальне до кристалографічної осі "С" на протилежні сторони поверхні пластини. Технологічною особливістю детектора є виготовлення чутливого елемента. Чутливий елемент виготовляють на основі кристалу CdІ2, який володіє шаристою структурою і належить до гексагональної структури типу С6. Іони йоду утворюють двошарове гексагональне щільне упакування, октаедричні порожнини в кожному другому шарі якого займають іони кадмію. Завдяки цьому в структурі CdІ2 утворюються пакети-сендвічі I-Cd-I, розділені площинами спайності, що зумовлює утворення анізотропії шаристої структури. Головною віссю кристалу є кристалографічна вісь С6, яка має напрямок нормалі до площини спайності (сколу) кристалу. Чутливий елемент виготовляють з кристалів CdІ2, вирощених методом Стокбаргера-Бріджмена, шляхом сколювання плоскопаралельних пластин відповідної товщини (~0,5 мм) вздовж шарів спайності. Виготовлення опромінюваної поверхні площею ~10х10 мм2 може бути здійснено лезом. Це сприяє зменшенню впливу механічних напруг в бокових і поверхневих областях чутливого елемента. Поверхня чутливого елемента є дзеркально гладкою, що приводить до однорідного поглинання іонізуючого випромінювання, усуваючи градієнтність потоків носіїв заряду. Чутливий елемент розміщують так, що поверхня сколу є опромінюваною поверхнею, а омічні контакти, наприклад, із срібної пасти К-13Б, наносять тангенціально до напрямку кристалографічної осі С6 на протилежні сторони пластини. Суттєвими відмінностями від прототипу є тангенціальне нанесення контактів на поверхню пластини, що дозволяє зберегти всі характеристики детектора. У цьому випадку суттєво скорочений процес виготовлення чутливого елементу, набага то менша імовірність розшарування структури. Робочий об'єм чутливого елемента зменшується приблизно в 10 разів. Генерована е.р.с. для типових чутливих елементів об'ємом ~50 мм3 сягає порядку 100-150 мВ. На фіг. 1 зображено принципову схему детектора, де 1 - чутливий елемент, 2 - вимірні контакти, 3 - реєструючий прилад. На фіг. 2 зображено орієнтацію чутливого елемента, призначеного для вимірювання інтенсивності іонізуючого випромінювання, відносно кристалографічної осі С6 і потоку випромінювання, де 1 - площини спайності. На фіг. 3 зображено залежність величини е.р.с. детектора на основі кристала CdІ2 від потужності дози рентгенівського випромінювання при кімнатній температурі. Детектор складається з чутливого елемента 1, на протилежні сторони плоскопаралельної пластини з кристалу CdІ2 нанесені контакти 2, і реєструючого приладу 3 (фіг. 1). Роботу детектора можна простежити на поданому прикладі. При опромінюванні чутливого елемента 1 іонізуючим випромінюванням на контактах 2 виникає е.р.с., яку вимірюють реєструючим приладом 3 (типу ВК2-16, В7-30), і за величиною е.р.с. оцінюють інтенсивність іонізуючого випромінювання. Опромінювання проводиться з допомогою рентгенівського апарату типу УРС-55А, а зміна інтенсивності випромінювання - з допомогою стандартного набору алюмінієвих послаблювачів. Потужність дози вимірюється вимірювачем дози і потужності дози типу ИДМД-1. Вимірювана е.р.с., яка виникає при взаємодії випромінювання з анізотропним шаристим кристалом, є сумарною величиною поперечної е.р.с. Дембера і фотогальванічного ефекту, пов'язаних з асиметрією процесів взаємодії носіїв заряду з квантами збудження і дифузії носіїв заряду в різних кристалографічних напрямках кристалу. Ця е.р.с. лінійно залежить від потужності дози випромінювання (фіг. 3). Завдяки такому розміщенню контактів головні напрямки тензорів рухливості носіїв заряду складають оптимальні кути (~45°) з віссю кристалу, і тому дифузія носіїв при градієнті концентрації приводить до максимальних значень складових дифузії електронів і дірок і, відповідно, до великих значень е.р.с. Фіг. 1 2 39800 Фіг. 2 Фіг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3