7.2. Основные типы детекторов.

Имеются несколько типов ППД, но наибольшее значение получили поверхностно барьерные детекторы (ПБД) и дрейфовые детекторы (ДД).

ПБД – применяют для регистрации тяжелых заряженных частиц (α, ρ, осколки деления). Они состоят из плоского кристалла Si (n –типа) и тонкой пленки этого же материала (ρ – типа). Чувствительный слой имеет толщину 0,5 мм и S ~ 1 см². Для электрического контакта на кристаллы и пленку наносят слой толщиной 3*10^-5 мм золота.

+

R

-

Иногда ПБД делают из 4 слоев: Au – p – n – Au. Толщина слоев настолько мала, что α – частица проходит их насквозь, оставляя в ПБД только часть энергии ∆Е. Такой детектор называют ^dE/_dx и применяют для распознавания типа частиц по величине ∆Е.

ДД – применяют для регистрации γ- и β-излучения. Они состоят из Ge c p-i-n-переходом толщиной ~ 1 см, а объем чувствительной зоны = ~ n * 10см³. По форме дрейфовые детекторы делятся на цилиндрические и планарные.

Цилиндрические: Планарные:

i

Цилиндрические детекторы служат для регистрации γ – квантов высоких энергий, а планарные – для низких энергий. Германиевые детекторы хранят и используют при t⁰ жидкого азота, т.к. при высокой t⁰ из-за малого удельного сопротивления через детектор течет большой фоновый ток, а Li – диффундируют из толщи материала к поверхности, что выводит детектор из строя.

7.3. Особенности измерений с ппд.

Удельная ионизация в ППД в десятки-сотни раз больше , чем в ионизационной камере и фосфорах, поэтому даже при малых размерах детектора эффективность его достигает для α и β – частиц 100 % , а для γ – квантов 20 ÷ 40 %.

Точность измерений энергии γ –излучения в 20 ÷ 30 раз выше, чем у сцинтилляционных, поэтому ППД применяют для распознания изотопов Pu по его сложному спектру низкоэнергетического γ – излучения.

Однако ППД имеют высокий темновой ток, поэтому их надо держать при низкой t или применять очень чистый Ge. Облучение ППД ведет к нарушению структуры кристаллов; атомы смешаются из узлов кристаллической решетки, внедряются в постройки соседних атомов, а на их месте образуются пустоты. Поэтому каждый детектор способен выдержать ограниченное число упавших на него частиц:

Для α – частиц ~ 10⁸ – 10¹⁰

β – частиц ~ 10¹² -- 10¹⁴

БН~10¹⁰10¹³

8. Другие методы регистрации.

8.1. Камера Вильсона

8.2. Диффузионная камера

8.3. Пузырьковая камера

8.4. Люминесцентная камера

8.5. Искровая камера

8.6. Радиодиффекционный метод регистрации

8.7. Фотоэмульсионный способ

8.8. Детектор Черенкова

8.9. Химические и калориметрические способы.

Эти методы в основном применяются в экспериментальной физике и меньше в дозиметрии. Их можно разделить на трековые и интегральные. К трековым относятся наблюдения с камерами Вильсона, диффузионной, пузырьковой, люминесцентной, а также фотоэмульсионной, радиодиффекционные и искровой способы. В них наблюдаются треки- траектории отдельных частиц.

К интегральным относятся наблюдения с детектором Черенкова, а также фотоэмульсионные, химические и калориметрические, в которых измеряются высокие интенсивности и дозы излучения.