155666. lajstromszámú szabadalom • Gamma sugárdózisok mérésére szolgáló félvezető detektor

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Bejelentés napja: 1967. X. 18. (EE—1452) Közzététel napja: 1968. V. 29. Megjelent: 1970. III. 28. 155666 Szabadalmi osztály: 21 g 17—21 Nemzetközi osztály: H05g Decimái osztályozás: Erbeszkorn Lajos oki. elektromérnök 30%, Dudok Pál oki. rádiómérnök 30%, Dési Sándor fizikus 30%, László Lajos oki. villamosmérnök 10%, Budapest Gamma sugárdózisok mérésére szolgáló félvezető detektor Ismeretes, hogy a félvezető alapanyagú (elsősorban szilícium és germánium) radioaktív sugárzásdetektorok jól használhatók különböző típusú radioaktív sugárzások detektálására és spektroszkópiájára. Előnyös tulajdonságaik miatt ki- 5 vánatosnak látszik alkalmazásuk a radioaktív — elsősorban gamma, illetve röntgen — sugárzások dozimetriájában is. Ebben a vonatkozásban azonban az egyik — nevezetesen a germánium alapanyagú — detektortípus már eleve nem jöhet szá- 10 mításba, tekintve, hogy a gamma sugárzás jó detektálási hatásfokkal történő méréséhez szükséges nagy térfogatú, ún. ion-driftelt germánium detektorok már szoba hőmérsékleten nem eléggé stabilak. 15 A szilícium alapanyagú félvezető detektorok tág hőmérséklet-tartományban működtethetők ugyan, de a detektorok detektálási hatásfoka — elsősorban a kis és közepes energiájú röntgen, illetve gamma sugárzásokra vonatkozóan — igen 20 erősen változik a sugárzás energiájától függően. Ennek oka, hogy az elektromágneses sugárzás fő kölcsönhatási formája a szilíciumban a sugárzás Compton-szórása, mivel a szilícium alacsony rendszáma miatt a fotóeffektus csak egészen ala- 25 csony kvantumenergiáknál válik számottevővé. Az említett energiafüggés a gamma, illetve röntgensugárzások dozimetriáját annyira megnehezíti, hogy a gyakorlati követelményeket kielégítő és tág hőmérsékleti tartományban, valamint 30 terepviszonyok között is használható, széles energiatartományban energiafüggetlen dózismérő ezidáig vagy egyáltalán nem vagy csak meglehetősen energiafüggő — tehát nagy kijelzési hibával működő — kivitelben készült, félvezető detektorok alkalmazásával. Közepes és nagy kvantumenergiájú sugárzás dozimetriája esetében a szilícium abszorbcíós együtthatójának energiafüggését elég jól lehet kompenzálni megfelelő elektronikus korrekciós berendezésekkel, amelyek ily módon biztosítják az energiától független dózis-kijelzést az említett energiatartományban. Azonban kb. 200 keV kvantumenergiájú sugárzásnál kisebb energiájú sugárzások detektálása esetén még az alkalmazott korrekció sem képes ellensúlyozni a detektorok detektálási hatásfokának energiafüggését. így ezen energiaszint alatt a műszer kijelzése nem felel meg a sugárzás dózisainak, hanem a valóságban meglevő dózistérnél mindig kevesebbet fog mutatni. Az alacsony kvantumenergiájú elektromágneses sugárzások dózisának mérésére is alkalmas félvezető sugárzás detektorok megvalósításának lehetőségét az a felismerés képezi, hogy — amennyiben a félvezető detektor úgy készül, hogy a detektor érzékeny térfogatába a detektort körülvevő térből gyakorlatilag akadálymentesen be tudnak jutni már kis energiájú elektronok is — lehetséges a detektort körülvevő anyag minősé-155fífifí