Комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения
Владельцы патента RU 2490667:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВПО "ИрГУПС") (RU)
Изобретение относится к технике регистрации ионизирующего излучения, в частности к детекторам рентгеновского излучения. Сущность изобретения заключается в том, что для регистрации рентгеновского излучения используется комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения, состоящий из двух или более детекторов рентгеновского излучения, электронной схемы, обеспечивающей запрет регистрации одновременных импульсов либо суммирование энергий одновременно регистрируемых импульсов. Ближним к источнику излучения является Si детектор, дальним от источника излучения является AsGa или CdTe детектор. В случае использования AsGa детектора толщина Si детектора должна лежать в диапазоне 0,2-1 мм, в случае CdTe детектора - в пределах 0,5-1,5 мм. Технический результат - уменьшение вероятности регистрации фотонов в пиках фотопотерь As, Ga для AsGa дальнего от источника излучения детектора и пиков фотопотерь Cd и Te для дальнего от источника излучения CdTe детектора. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к технике регистрации ионизирующего излучения, в частности к детекторам рентгеновского излучения.
Известен комбинированный детектор гамма-излучения [патент UK 1233607], представляющий собой два детектора, и электронные схемы включения, позволяющие суммировать амплитуды или запрещать счет одновременно регистрируемых импульсов, возникающих в результате многократного комптоновского рассеяния гамма фотона.
Недостатком детектора является использование одного материала детектора (Ge), а также то, что механизмов подавления пика К-фотопотерь не предусмотрено.
Известны [Ю.К. Акимов, О.В. Игнатьев, А.И. Калинин, В.Ф. Кушнирук. Полупроводниковые детекторы в экспериментальной физике. М.: Энергоатомиздат, 1989, 344 с.] детекторы на основе AsGa, CdTe. Недостатком таких детекторов в рентгеновской области регистрируемого излучения является то, что механизмов подавления пика К-фотопотерь не предусмотрено.
Ближайшим аналогом (прототипом) является комбинированный детектор рентгеновского излучения [патент RU 2413244], состоящий из Si детектора рентгеновского излучения, ближнего к источнику излучения, Ge детектора, дальнего от источника излучения, и электронной схемы, обеспечивающей запрет регистрации одновременных импульсов, либо суммирование энергий одновременно регистрируемых импульсов. Недостатком детектора является то, что в ряде случаев в качестве второго слоя детектора целесообразно применять детекторы на основе AsGa или CdTe.
Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение вероятности регистрации излучения в пиках фотопотерь AsGa или CdTe детектора.
Предлагаемый комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения состоит из двух детекторов рентгеновского излучения, электронной схемы, обеспечивающей запрет регистрации одновременных импульсов либо суммирование энергий одновременно регистрируемых импульсов. Ближним к источнику излучения является Si детектор, дальним от источника излучения является AsGa детектор. Для обеспечения эффективного подавления пика фотопотерь AsGa детектора толщина Si детектора должна лежать в диапазоне 0,2-1 мм.
Дальним от источника излучения может быть CdTe детектор, при этом для эффективного подавления пика фотопотерь толщина Si детектора должна лежать в пределах 0,5-1,5 мм.
Комбинированный детектор работает следующим образом: в области низких энергий ближний к источнику излучения Si детектор является основным детектором, в котором регистрируются рентгеновские фотоны, а также детектором, регистрирующим пики фотопотерь As, Ga для AsGa дальнего от источника излучения детектора и пиков фотопотерь Cd и Te для дальнего от источника излучения CdTe детектора. При большей энергии фотонов основным детектором излучения становится дальний от источника излучения AsGa или CdTe детектор. Одновременная регистрация излучения ближним и дальним детекторами означает, что Si детектором регистрируется флуоресцентный фотон, испущенный Ge детектором. Подобное событие предполагает, что электронная схема может работать в режиме, обеспечивающем запрет регистрации одновременных импульсов либо режиме с суммированием энергий одновременно регистрируемых импульсов.
Техническим результатом является уменьшение вероятности регистрации фотонов в пиках фотопотерь As, Ga для AsGa дальнего от источника излучения детектора и пиков фотопотерь Cd и Te для дальнего от источника излучения CdTe детектора.
Список использованных источников
1. Патент UK 1233607.
2. Ю.К. Акимов, О.В. Игнатьев, А.И. Калинин, В.Ф. Кушнирук. Полупроводниковые детекторы в экспериментальной физике. М.: Энергоатомиздат, 1989, 344 с.
3. Патент RU 2413244.
1. Комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения, состоящий из двух или более детекторов рентгеновского излучения, электронной схемы, обеспечивающей запрет регистрации одновременных импульсов либо суммирование энергий одновременно регистрируемых импульсов, причем ближним к источнику излучения является Si детектор, отличающийся тем, что дальним от источника излучения является AsGa детектор.
2. Комбинированный детектор по п.1, отличающийся тем, что толщина Si детектора лежит в диапазоне 0,2-1 мм.
3. Комбинированный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения, состоящий из двух или более детекторов рентгеновского излучения, электронной схемы, обеспечивающей запрет регистрации одновременных импульсов либо суммирование энергий одновременно регистрируемых импульсов, причем ближним к источнику излучения является Si детектор, отличающийся тем, что дальним от источника излучения является CdTe детектор.
4. Комбинированный детектор по п.3, отличающийся тем, что толщина Si детектора лежит в пределах 0,5-1,5 мм.
