Detector para raios X de baixa energia, usando diodo PIN fotovoltaico

Abstract

Uma nova geração de detectores semicondutores para radiação ionizante encontrase disponível no mercado para aplicações tanto na indústria quanto na área da saúde. Entretanto, é necessário comparar esses sistemas de detecção quanto à relação custobenefício. Os atuais detectores cintiladores e os de GeLi utilizados para radiação X, devido ao seu alto custo e dimensões, inviabilizam seu uso em equipamentos portáteis e em dosimetria pessoal de rotina. Por outro lado, os detectores a gás existentes são ineficientes para detectar radiação X. Dessa forma, neste trabalho, é proposto o desenvolvimento de um novo tipo de sensor para medir radiação X, baseado num diodo fotovoltaico PIN de pequena dimensão, que pode ser operado à temperatura ambiente com área aproximada de 100 mm2 . Um amplificador de alto desempenho é também desenvolvido, e medidas são apresentadas, para a resposta do sensor em função da alta-tensão e da corrente de tubo de Raios X.

A new generation of semiconductor detectors for ionizing radiation is now available in the market for industrial and medical applications. However, it is necessary to compare these detection systems to the ratio of cost and performance. The current scintillator detectors and the GeLi used for X-radiation, due to its high cost and dimensions, become its use unfeasible in portable equipments and daily personal dosimeters. On the other hand, the existing gasbased detectors are not suitable to detect X-radiation. Thus, on this study, it is proposed the development of a new kind of sensor to measure X-radiation, based on a small photovoltaic PIN diode, which can be operated at room temperature, whose surface area is about 100 mm2 . A high-performance amplifier is also developed and measurements are presented to a sensor response because of the high voltage and the X-ray tube current.