Комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения



Комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения
Комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения
Комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения
Комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения
Комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения
Комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения
Комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения

 


Владельцы патента RU 2413244:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) (RU)

Изобретение относится к технике регистрации ионизирующего излучения, в частности к детекторам рентгеновского излучения. Изобретение заключается в том, что для регистрации излучения используются Si и Ge детекторы рентгеновского излучения, расположенные непосредственно друг за другом. Ближним к источнику ионизирующего излучения является тонкий (порядка 0,5 мм) Si детектор, который выполняет роль основного детектора падающего излучения при энергиях излучения до 10 кэВ и роль детектора фотонов К фотопотерь Ge детектора при более высоких энергиях первичного излучения. Изобретение обеспечивает подавление пика К фотопотерь Ge детектора; сохранение высокой вероятности регистрации фотона в пике полного поглощения, характерной для Ge детектора для фотонов с энергиями выше 30 кэВ. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к технике регистрации ионизирующего излучения, в частности к детекторам рентгеновского излучения.

Известен Si детектор [1, 2], состоящий из чувствительного блока, состоящего из высокоомного Si (высокоочищенного или легированного литием), двух электродов, на которые через резистор подается высокое напряжение, предусилителя (ПУ), подключенного к этим электродам. Поглощение рентгеновского фотона в веществе детектирующего блока происходит в результате процессов фотопоглощения либо комптоновского рассеяния. В случае полного поглощения веществом детектора фотон регистрируется в пике полного поглощения. В результате фотопоглощения (см., например, [3]) ионизированный атом вещества детектирующего блока может испустить флуоресцентный фотон, либо разрядиться путем набора Оже переходов. В случае испускания флуоресцентного фотона последний может покинуть чувствительную область детектора. Оставшиеся в детекторе фото и Оже электроны затормозятся в веществе детектора, преобразуются в набор низкоэнергетических электронов и дырок и будут зарегистрированы в пике фотопотерь, с энергией, меньшей чем энергия фотона на величину энергии покинувшего детектор фотона.

Подобный эффект возможен и в случае комптоновского рассеяния, когда рассеиваемый фотон теряет в детекторе лишь часть энергии и покидает чувствительный объем детектора. В этом случае фотон будет зарегистрирован в «горбе потерь».

Недостатком кремниевого детектора является то, что вероятность регистрации в «горбе потерь» становится существенной при энергии фотона более 40 кэВ (см. фиг.2, либо [3]), что при наличии в спектре попадающих в детектор фотонов с энергией, большей указанной, приводит к увеличению фона в области низких энергий [4].

Известен Ge детектор [1, 2], конструкция которого отличается от Si детектора тем, что в качестве чувствительного элемента используется высокочистый или легированный Li, или Ge с внесенными радиационными дефектами.

Недостатком Ge детектора является высокая вероятность регистрации фотона с энергией, большей энергии К края поглощения (11 кэВ) в пиках К фотопотерь (до 20%), вследствие намного большего, чем у кремния, сбора флуоресценции (примерно 4,5% для Si и 53% для Ge). Этот процесс затрудняет в некоторых случаях расшифровку получаемых с помощью детектора спектров.

Известен полупроводниковый детектор ионизирующего излучения [5], детектирующий блок которого состоит из двух слоев - ближнего к источнику излучения слоя с малым атомным номером и дальнего от источника излучения слоя с большим атомным номером. Однако, поскольку взаимодействие фотона с веществом является процессом случайным, фотон может быть зарегистрирован как в области вещества с малым атомным номером Z, так и в области вещества с большим Z.

Недостатком является то, что процессы даже полного поглощения дадут импульсы разной амплитуды, что приведет к практической невозможности использования такого детектора в спектрометрических целях.

Известен полупроводниковый детектор ионизирующего излучения [6], состоящий из двух планарных диодов. При этом ближний к источнику излучения планарный диод детектирует альфа-излучение и низкоэнергетическое рентгеновское излучение, а дальний - высокоэнергетическое рентгеновское излучение. Однако никаких механизмов подавления пиков потерь или горба потерь не предусмотрено.

Известно устройство, включающее в себя два полупроводниковых детектора ионизирующего излучения с разными атомными номерами и чувствительной глубиной разной толщины [7]. В этом случае детекторы располагаются параллельно пучку падающего на них гамма-излучения. Толщины детекторов подбираются таким образом, чтобы «горб потерь» имел одинаковую интенсивность (что возможно, поскольку сечение комптоновского рассеяния в рассматриваемой области гамма-излучения слабо зависит от атомного номера). Результирующий спектр получается в результате вычитания спектра, полученного детектором с меньшим Z, от спектра детектора с большим Z. Недостатком является отсутствие возможности подавления пика фотопотерь Ge детектора.

Известен [8] гамма-спектрометр на основе сегментированного детектора из особо чистого германия с подавлением фона, в котором детектор выполнен имеющим планарную часть и коаксиальную части, два раздельных предусилителя для обоих частей детектора и схему, обеспечивающую режим суммирования амплитуды одновременно пришедших импульсов и режим запрета счета одновременно пришедших импульсов. Недостатком является отсутствие возможности подавления пика фотопотерь Ge детектора.

Прототипом является комбинированный детектор гамма-излучения и электронные схемы включения [9]. Комбинированный детектор гамма-излучения представляет собой два детектора, позволяющих суммировать амплитуды или запрещать счет одновременно регистрируемых импульсов, возникающих вследствие многократного комптоновского рассеяния гамма-фотона.

Недостатками прототипа в рентгеновской области излучения является использование одного материала детектора (Ge), а также то, что их конструкция оптимизирована для режекции импульсов, регистрирующихся в «горбе потерь». Механизмов подавления пиков К фотопотерь Ge детектора не предусмотрено.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение вероятности регистрации излучения в пике фотопотерь Ge, при сохранении высокой вероятности поглощения в пике полного поглощения, характерного для Ge детектора в области высоких энергий излучения.

Сущность изобретения заключается в том, что для регистрации излучения (фиг.1) используются Si (1) и Ge (2) детекторы рентгеновского излучения, установленные друг за другом, соединенные с предусилителями 3 и электронной схемой 4. Ближним к источнику ионизирующего излучения является тонкий (порядка 0,5 мм) Si детектор, который выполняет роль основного детектора падающего излучения при энергиях излучения до 10 кэВ и роль детектора фотонов К фотопотерь Ge детектора при более высоких энергиях первичного излучения. Электронная схема может обеспечивать следующие режимы работы:

- с режекцией совпадающих по времени импульсов (схема антисовпадений);

- с суммированием амплитуд совпадающих по времени импульсов.

Поскольку используются два раздельных предусилителя для каждого из детекторов, возможно обеспечение режима, когда фотон одной и той же энергии, регистрируемый в первом и регистрируемый во втором детекторе, будет иметь одинаковую амплитуду напряжения на выходе предусилителей, что позволит использовать детектор в спектрометрических целях.

На фиг.2 показана структура функции отклика Si детектора Kдет(E0, E), которая представляет собой вероятность регистрации попавшего в детектор фотона с энергией Е0 как фотона с энергией Е. При этом непрерывной линией выделен пик полного поглощения, пунктирной линией - «горб потерь», штрихпунктирной линией - пик К-фотопотерь.

Структура функции отклика Ge детектора показана на фиг.3, при этом пик полного поглощения показан непрерывной линией, «горб потерь» - пунктирной линией, пик К-фотопотерь и L фотопотерь Ge - штрихпунктирной линией.

Структура функции отклика комбинированного Si-Ge детектора приведена на фиг.4, при этом пик полного поглощения показан непрерывной линией, «горб потерь» - пунктирной линией, пик К-фотопотерь Si и пики К фотопотерь Ge - штрихпунктирной линией.

На фиг.5 показаны зависимости вероятностей рэфф полного поглощения энергии фотона в детекторе - непрерывной линией, регистрации фотона в «горбе потерь» ркп - пунктирной линией, регистрации фотона в пике К-фотопотеръ рфп - штрихпунктирной линией для Si детектора толщины 0,6 мм от энергии фотона.

Эти же зависимости вероятностей регистрации фотона в разных частях функции отклика детектора для Ge толщиной 5 мм показаны на фиг.6 (типы линий соответствуют применяемым на фиг.5).

Зависимости вероятностей регистрации фотона в разных частях функции отклика комбинированного полупроводникового детектора рентгеновского излучения с толщиной Si детектора 0,5 мм и толщиной Ge детектора 5 мм показаны фиг.7, при этом вероятность рэфф полного поглощения энергии фотона в детекторе - непрерывной линией, регистрации фотона в «горбе потерь» ркп - пунктирной линией, регистрации фотона рфп в пике К-фотопотерь Si - штрихпунктирной линией, регистрации фотона в пиках К-фотопотерь Ge - точечной линией.

Функции отклика детектора Кдет0, Е) представляет собой распределение вероятности регистрации попавшего в детектор фотона с энергией Е0 как фотона с энергией Е.

При регистрации рентгеновского излучения в веществе детектора происходят фотопоглощение, когерентное и некогерентное рассеяние. При этом фотон, попавший в детектор с энергией Eдет, может быть полностью поглощен, преобразовавшись в поток электронов, которые в дальнейшем дадут импульс тока с зарядом Qdet=C·Edet, (С - коэффициент пропорциональности) и будут зарегистрированы аппаратурой как импульс напряжения, соответствующий Edet.

В то же время фотон может быть некогерентно рассеян веществом детектора и покинуть его с энергией Edet_out, либо ионизировать атом детектора с последующим выходом флуоресцентного фотона из детектора. Тогда оставшиеся в детекторе свободные электроны будут зарегистрированы как фотон с энергией Edet'=Edet-Edet_out. В результате указанных процессов при некогерентном рассеянии образуется «горб потерь», а при фотопоглощении - пик фотопотерь (см. фиг.2-4).

Одновременная регистрация импульсов двумя детекторами означает, что был зарегистрирован процесс типа «фотопоглощение с дальнейшей флуоресценцией в Ge детекторе» и «поглощение флуоресцентного Ge фотона в Si детекторе». Такие импульсы можно либо отбрасывать, либо суммировать их амплитуду и учитывать в результирующем спектре.

Для численной оценки результатов многократных взаимодействий излучения с веществом детектора был применен метод Монте-Карло, см., например [4], который также позволяет учесть геометрические особенности детектора.

При расчетах спектров использовались сечения фотопоглощения [10], когерентного и комптоновского рассеяния [11] [12]. Величины сбора флуоресценции взяты согласно [13].

Для Si детектора (фиг.2) в случае полного поглощения энергии фотона в веществе детектора он будет зарегистрирован в пике полного поглощения с энергией Е0, в случае фотопоглощения с последующим выходом флуоресцентного SiKa фотона из детектора - в "пике фотопотерь c энергией Е0-ESiKa, в случае выхода возникшего в образце электрона высокой энергии из чувствительной области детектора - в «хвосте» с энергией от 0 до Е0, в случае комптоновского рассеяния с выходом рассеянного фотона из детектора - в «горбе» потерь в области энергией от 0 до максимальной энергии электронов отдачи Eкомп_эл_max(E0).

«Горб потерь» имеет продолжение в области энергии выше Eкомп эл max0), поскольку в расчетах учитывается возможность выхода фотона после многократного комптоновского рассеяния.

Функция отклика Ge детектора (фиг.3) несколько отличается от функции отклика Si(Li) детектора:

- в области энергий фотонов выше К края поглощения Ge очень большая вероятность выхода флуоресцентного фотона Ge из детектора, вследствие большего, чем у Si, выхода флуоресценции. Это обуславливает очень большую вероятность (порядка 20%) регистрации фотона в пике К фотопотерь. При увеличении энергии фотона вероятность регистрации в пике К фотопотерь монотонно убывает, однако, до энергий порядка 50-60 кэВ составляет не менее 1%. Следствием этого в спектрах сигнала будут «линии», отличающиеся от ярких линий исследуемого спектра на энергию Ка и Kb флуоресцентных квантов Ge.

Отличием функции отклика комбинированного полупроводникового детектора рентгеновского излучения от предыдущих функций отклика является наличие пиков К-фотопотерь как Si, так и Ge.

При этом интенсивность Ge пика фотопотерь в комбинированном детекторе существенно ниже, чем для чисто Ge детектора. Это связано с тем, что флуоресцентные фотоны Ge, выход которых через входную плоскость детектора сопровождается появлением пика фотопотерь, эффективно поглощаются чувствительным слоем Si детектора.

На фиг.5 показаны зависимости вероятностей рэфф полного поглощения энергии фотона в детекторе - непрерывной линией, регистрации фотона в «горбе потерь» ркп - пунктирной линией, регистрации фотона в пике К-фотопотерь рфп - штрихпунктирной линией для Si детектора толщины 0,6 мм от энергии фотона.

Эти же зависимости вероятностей регистрации фотона в разных частях функции отклика детектора для Ge толщиной 5 мм и комбинированного детектора с толщиной Si детектора 0,5 мм и толщиной Ge детектора 5 мм показаны на фиг.6 и фиг.7 соответственно.

Для комбинированного полупроводникового детектора рентгеновского излучения видны следующие преимущества:

- вероятность регистрации в пике полного поглощения при высоких энергиях излучения, близкая к таковой для Ge детектора.

- отсутствие провала эффективности при переходе через край поглощения Ge, поскольку, во-первых, провал эффективности обусловлен регистрацией фотона Ge детектором в пике К фотопотерь, во-вторых, регистрация большей части излучения для данной области излучения происходит в Si детекторе;

- меньшая интенсивность регистрации в «горбе потерь», чем для Si детектора. Это объясняется тем, что при высоких энергиях излучения регистрация фотонов происходит в основном в Ge детекторе.

- несмотря на то, что интенсивность пика фотопотерь Si в комбинированном детекторе не сильно отличается от таковой для Si детектора, она все равно существенно ниже, чем интенсивность пика фотопотерь Ge для Ge детектора; интенсивность пиков К фотопотерь Ge для Si-Ge детектора на несколько порядков ниже, чем для Ge детектора.

Оценка толщины Si детектора, устанавливаемого перед Ge детектором, может быть выполнена следующим образом:

- во-первых, эффективность Si детектора на линиях К флуоресценции Ge должна быть близка к единице, что обуславливает толщину Si детектора не менее 0,2 мм;

- во-вторых, должен быть обеспечен спад эффективности Si детектора в области энергий более 20 кэВ, в которой становится значимым регистрация излучения в «горбе потерь» вследствие комптоновского рассеяния. Это требование обуславливает максимальную толщину Si детектора не более 1 мм.

В предлагаемом изобретении для регистрации излучения использованы Si и Ge детекторы рентгеновского излучения, расположенные непосредственно друг за другом. Ближним к источнику ионизирующего излучения является тонкий (порядка 0,5 мм) Si детектор, который выполняет роль основного детектора падающего излучения при энергиях излучения до 10 кэВ и роль детектора фотонов К фотопотерь Ge детектора при более высоких энергиях первичного излучения (фиг.1).

В комбинированном полупроводниковом детекторе регистрация фотона низкой энергии (до 8-20 кэВ в зависимости от толщины используемого Si детектора) осуществляется Si детектором, имеющим низкую вероятность регистрации фотона в пике фотопотерь. При большей энергии фотона (диапазон 8-40 кэВ в зависимости от толщины Si детектора) регистрация фотонов происходит как в Si, так и в Ge детекторе. При этом существует практически 100% вероятность того, что флуоресцентный фотон Ge детектора, выходящий через входную плоскость детектора (случай, когда для одиночного Ge детектора фотон будет зарегистрирован в пике фотопотерь), будет зарегистрирован Si детектором. Эти два события (регистрация Ge детектором фотона в пике фотопотерь и регистрация Si детектором флуоресцентного фотона Ge) будут зарегистрированы как практически одновременные события, что предполагает два варианта работы электронной схемы, аналогичной прототипам [8] [9]:

- с суммированием амплитуд импульсов, что должно позволить получить полную энергию попавшего в комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения флуоресцентного фотона;

- с запрещением работы схемы регистрации (схема антисовпадений).

При энергиях излучения, больших 40 кэВ, большая часть рентгеновских фотонов будет регистрироваться в Ge детекторе, что обусловливает высокую вероятность регистрации в пике полного поглощения, характерную для Ge детектора в этой области.

Техническим результатом является уменьшение вероятности регистрации излучения в пике фотопотерь Ge, при сохранении высокой вероятности поглощения в пике полного поглощения, характерного для Ge детектора в области высоких энергий излучения.

Литература

1. Improvments in or relating to a radiation detector comprising a semiconductor device. Патент GB 1278444, 1972.

2. Ю.К.Акимов, О.В.Игнатьев, А.И.Калинин, В.Ф.Кушнирук. Полупроводниковые детекторы в экспериментальной физике. М., Энергоатомиздат, 1989, 344 с.

3. Портной А.Ю., Павлинский Г.В., Духанин А.Ю., Зузаан П., Эрдемчимег Б. // Журнал аналитической химии. 2004. Т.59. №11. С.1171.

4. Портной А.Ю., Павлинский Г.В., Духанин А.Ю., Зузаан П. // Журнал аналитической химии. 2009. Т.64 №5. С.511.

5. Semiconductor radiation detector. Патент JP 63145985, 1988.

6. Semiconductor radiation detector. Патент JP 63156368, 1988.

7. Pair of semiconductor radiation detectors having different atomic numbers and sensitive regions of different thickness. Патент UK 3291992, 1966.

8. Гамма спектрометр на основе сегментированного детектора из особо чистого германия с подавлением фона. В.В.Кондратьев, А.Д.Соколов, A.Benoist, A.Gatot-Garbe, P.Lubczynnsky. Приборы и техника эксперимента, №4, 2002, с.130-134.

9. Composite solid state radiation detector. UK patent 1233607, 1968.

10. Tinh T.P., Leroux J. New basic empirical equation for computing of X-ray mass attenuation coefficients // X-ray spectrometry. - 1979. - V.9, №2. - p.85-91.

11. Hubbell J.H., Veigele Wm.J., Braggs E.A., Brown R.T., Cromer D.T., Howerton R.J. Atomic Form Factors, Incoherent Scattering Functions, and Photon Scattering Cross Sections // J. Phys. Chem. Ref. Data. - 1975. - V.4, N3. - P.471-538.

12. Бахтиаров А.В. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ в геологии и геохимии. - Л.: Недра, 1985. - 144 с.

13. Bambynek W, Crasemann В., Fink R.W., Freund H.U., Mark H., Swift C.D., Price R.E., Venugopala P. X-ray fluorescence yields, Auger and Coster-Kronig transition probabilities // Reviews of modern physics. - 1972. - V.44, №4.

1. Комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения, отличающийся тем, что состоит из двух или более детекторов, при этом ближнего к источнику излучения Si детектора и Ge детектора, дальнего от источника излучения и электронной схемы, обеспечивающей запрет регистрации одновременных импульсов, либо суммирование энергий одновременно регистрируемых импульсов.

2. Комбинированный детектор по п.1, отличающийся тем, что толщина Si детектора лежит в диапазоне 0,2-1 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к полупроводниковым приборам для преобразования воздействий радиационного излучения, преимущественно нейтронного, в электрический сигнал, измерение которого позволяет определить уровень радиации или набранную дозу облучения.

Изобретение относится к устройствам формирования изображения для медицинских диагностических устройств с использованием излучения. .

Изобретение относится к генераторам рентгеновского излучения, используемым для недеструктивной рентгенографии и диагностики. .

Изобретение относится к твердотельным детекторам нейтронов. .

Изобретение относится к твердотельным детекторам ионизирующих излучений. .

Изобретение относится к полупроводниковым координатным детекторам радиационных частиц. .

Изобретение относится к области рентгенографии, в частности к измерению остаточных и рабочих напряжений неразрушающим методом на крупногабаритных узлах и деталях из поликристаллических материалов, а также в труднодоступных местах.

Изобретение относится к ядерной физике, дозиметрии, биофизике, радиационной медицине, химии, экологии и может быть использовано для детектирования газов в разных отраслях промышленности.

Изобретение относится к медицинским системам визуализации, в частности, находит применение в компьютерной томографии (СТ) и, более конкретно, для реконструкции энергетического спектра

Изобретение относится к детекторным модулям, также относится к детекторным устройствам, кроме того, относится к способам детектирования электромагнитного излучения

Изобретение относится к области измерения излучения физических частиц с помощью полупроводниковых детекторов и может быть использовано при создании многоэлементных детекторов заряженных частиц на основе полупроводниковых кристаллов

Изобретение относится к полупроводниковым координатным детекторам радиационных частиц. МОП диодная ячейка монолитного детектора излучений содержит МОП транзистор, шину высокого положительного (отрицательного) напряжения питания и выходную шину, при этом для повышения качества детектирования, т.е. спектральной чувствительности и линейности усиления детектора, МОП транзистор является обедненным транзистором n(p) типа проводимости (т.е. имеет встроенный канал), при этом его подзатворная область подсоединена к общей шине питания, сток к выходной шине, а затвор соединен с анодом (катодом) диода и с первым выводом резистора, катод (анод) диода подсоединен к шине высокого положительного (отрицательного) напряжения питания, второй вывод резистора подсоединен к шине отрицательного (положительного) напряжения смещения. Также предложена конструкция (функционально интегрированная структура) МОП диодной ячейки монолитного детектора излучений. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Использование: для регистрации электромагнитного излучения, особенно рентгеновских лучей. Сущность изобретения заключается в том, что детектор рентгеновского излучения и цепь его пикселя позволяют покрывать широкий динамический диапазон с использованием автоматического выбора параметра чувствительности в каждом пикселе, таким образом обеспечивая улучшенное отношение сигнал-шум при всех уровнях воздействия. В настоящем изобретении описано несколько подходов для обеспечения автоматического выбора чувствительности в пикселях. Это обеспечивает накопление слабых сигналов в конденсаторе малой емкости или считывание при высоком значении чувствительности с соответствующим хорошим отношением сигнал-шум, тогда как накопление более сильных сигналов происходит в конденсаторах большей емкости или считывание происходит при более низком значении чувствительности, в результате чего не происходит потеря информации. Технический результат - увеличение гибкости динамического диапазона. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 20 ил.
Изобретение относится к области измерительной техники, к измерению электрических свойств кристаллов алмаза, предназначенных для изготовления детекторов ионизирующих излучений. Способ сортировки алмазов по электрофизическим свойствам включает предварительную поляризацию алмазов, последующее нагревание с постоянной скоростью и регистрацию токов термостимулированной деполяризации, предварительную поляризацию алмаза производят путем облучения рентгеновским излучением при температуре 70-90°С в электрическом поле, после облучения алмаз охлаждают в электрическом поле до комнатной температуры, после чего начинают нагревание и измерение токов термостимулированной деполяризации, годными признают алмазы, у которых величина пиков тока в максимумах при 130-170°С и 190-230°С меньше пороговой величины. Технический результат - повышение выхода годных приборов. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при создании измерителей мощности дозы гамма-излучения ядерной энергетической установки, размещаемой на космическом аппарате. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для измерения мощности дозы гамма-излучения ядерной энергетической установки в условиях фоновой помехи от высокоэнергетичных заряженных частиц содержит металлический корпус-коллиматор, внутри которого помещены две параллельные кремниевые пластины, выходы которых подключены к схеме антисовпадений, при этом с целью расширения энергетического диапазона регистрируемых гамма-квантов до 10 МэВ между пластинами кремния установлен фильтр из вольфрамового сплава для поглощения вторичных электронов, возникающих при взаимодействии гамма-квантов с металлическим корпусом-коллиматором. Технический результат - расширение энергетического диапазона регистрируемых гамма-квантов до энергий, характерных для излучения ядерной энергетической установки. 1 ил.

Изобретение относится к области ядерной физики и может быть использовано для регистрации сопутствующих нейтронам заряженных частиц в нейтронном генераторе малого диаметра со статическим (неоткачиваемым) вакуумом. Полупроводниковый детектор для регистрации сопутствующих нейтронам заряженных частиц в нейтронном генераторе со статическим вакуумом содержит полупроводниковый регистрирующий элемент, размещенный в диэлектрическом корпусе, закрытый как со стороны потока заряженных частиц, так и с противоположной стороны слоями металла, электрически соединенными с токоотводами, при этом диэлектрический корпус выполнен из вакуум-плотного материала с газовой десорбционной способностью не более 5·10-8 мбар·см-2·с-1, регистрирующий элемент выполнен в виде гетероструктуры, включающей подложку из карбида кремния типа n+6H-SiC, на которой выращен эпитаксиальный слой карбида кремния типа n-6H-SiC, снабженный с противоположной подложке стороны выпрямляющим слоем в виде барьера Шоттки. Технический результат - повышение радиационной стойкости полупроводникового детектора и эффективности регистрации сопутствующих нейтронам заряженных частиц. 2 ил.

Предлагаемое изобретение «Монолитный быстродействующий координатный детектор ионизирующих частиц» относится к полупроводниковым координатным детекторам ионизирующих частиц. Целью изобретения является повышение быстродействия и технологичности координатного детектора, что особенно важно для создания нового поколения «детекторов меченных нейтронов» для обнаружения взрывчатых веществ, сканеров рентгеновских лучей медицинского, таможенного и иного назначения, отличающихся от известных более высоким качеством изображений объектов. Поставленные цели достигаются за счет использования оригинальной схема - техники детектора, в которой используются только биполярные транзисторы, включенные по схеме с общим коллектором, также за счет функционально-интегрированной монолитной конструкции детектора, где полупроводниковая подложка, в которой генерируются носители заряда, является одновременно общей коллекторной областью биполярных структур транзисторов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области формирования радиологических изображений, компьютерной томографии (СТ), эмиссионной томографии, радиационных детекторов и их предшествующему уровню техники. Сущность изобретения заключается в том, что узел (20) детектора излучения содержит модуль (40) матрицы детектора, выполненный с возможностью преобразования частиц излучения в электрические импульсы детектирования, и специализированную интегральную схему (ASIC) (42), соединенную при функционировании с матрицей детектора. ASIC содержит схему (60) обработки сигналов, выполненную с возможностью оцифровки электрического импульса детектирования, принятого от матрицы детектора, и тестовую схему (80), выполненную с возможностью введения тестового электрического импульса в схему обработки сигналов. Тестовая схема содержит измеритель (84) тока, выполненный с возможностью измерения электрического импульса, введенного в схему обработки сигналов, и генератор (82) импульсов заряда, выполненный с возможностью генерации тестового электрического импульса, который вводится в схему обработки сигналов. Узел (20) детектора излучения собирают посредством соединения при функционировании ASIC (42) с модулем (40) матрицы детектора и схему (60) обработки сигналов ASIC собранного узла детектора излучения тестируют без использования излучения. Технический результат - повышение качества тестирования устройства детектирования. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх