МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ CdTe (CdZnTe) ДЕТЕКТОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО И ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЙ

Григорьев Евгений Владимирович, канд. техн. наук, доцент кафедры радиофизики Таврического национального университета (ТНУ). Научные интересы: экспериментальные исследования деградационных процессов в микроструктурных элементах интегральных микросхем при воздействии электромагнитных полей.

Старостенко Владимир Викторович, д-р физ.-мат. наук, зав. кафедрой радиофизики ТНУ. Научные интересы: моделирование вакуумных и твердотельных устройств СВЧ, исследование деградационных процессов в различных объектах и средах при воздействии электромагнитных полей. Адрес: Украина, 95022, Симферополь, ул .Б.Куна, 31, кв .13, тел.: раб. (0652)230360, дом. (0652)575401.

УДК539.1.074 '

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ CdTe (CdZnTe) ДЕТЕКТОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО И ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЙ

ПРОХОРЕЦ И.М._____________________________

Проводится исследование методами I-V характеристик, имитационного моделирования и спектрометрии детекторов на основе CdTe и CdZnTe для регистрации гамма-квантов. Обосновываются теоретические и экспериментальные методы оптимизации характеристик планарных полупроводниковых детекторов.

1. Введение и постановка задачи

Во всем мире и в Украине характерным в настоящее время является расширение использования ядерных технологий в энергетике, науке, промышленности, медицине и космических исследованиях. Это обуславливает применение различных детекторов для регистрации заряженных частиц, нейтронов, рентгеновского и гамма-излучений. Детекторы для целей регистрации этих частиц можно разделить на пассивные, обеспечивающие отсчет результатов в процессе наблюдения после некоторой экспозиции, и активные, допускающие отсчет результатов в процессе наблюдения [1]. Из различных типов детекторов, разработанных в настоящее время для дозиметрии как заряженных частиц, так и нейтронов, рентгеновских и гамма-квантов, к пассивным следует отнести ядерные эмульсии, трековые детекторы на основе различных пленок, для которых необходимо травление, термолюминесцентные детекторы и калориметры, к активным - твердотельные детекторы, к которым также относятся полупроводниковые и детекторы с газовым наполнением: счетчики Гейгера-Мюллера, ионизационные камеры, пропорциональные счетчики. Мультисферный спектрометр Боннера обладает свойствами как активного, так и пассивного дозиметра нейтронов в широком диапазоне энергий [2].

За последнее время появились новые типы детекторов на основе алмаза и карбида кремния (SiC). Исследо-

24

Таран Евгений Павлович, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры радиофизики ТНУ. Научные интересы: моделирование процессов в микроструктурах при воздействии электромагнитных полей. Адрес: Украина, 95004, Симферополь, ул. Лермонтова, 11, кв. 79, тел.: раб. (0652)230360, дом. (0652)251466. E-mail: taran@tnu.crimea.ua

Унжаков Дмитрий Александрович, аспирант кафедры радиофизики Таврического национального университета. Научные интересы: численное моделирование физических процессов в полупроводниковых структурах при воздействии электромагнитных полей.

вание последних показало, что они способны регистрировать заряженные частицы, нейтроны с конвертером нейтрон - заряженная частица в виде тонкого слоя, например LiF, и гамма-излучение [3]. Важным преимуществом таких детекторов по сравнению с известными полупроводниковыми, как показали исследования, оказалась возможность их работы в смешанных полях нейтронов и гамма-квантов. Детекторы на основе пленок алмаза, атомный номер которого равен шести, в наибольшей мере по своим свойствам регистрировать рентгеновское и гамма-излучение являются почти идеальными тканеэквивалентными дозиметрами (мягкая ткань человека имеет атомный номер Z=7,1) [4].

По-прежнему привлекают к себе внимание детекторы на основе таких полупроводниковых материалов как CdTe и CdZnTe [5,6]. Для улучшения энергетического разрешения CdT e и CdZnT e детекторов предложен ряд технологических [7,8] и электронных [9] методов. Эти методы усложняют технологию изготовления детекторов и электроники съема с них информации и тем самым лишают сравнительной простоты их изготовления и применения.

Трудности в технологии изготовления кристаллов для CdT e и CdZnT e детекторов привели к тому, что наиболее совершенные кристаллы, полученные в результате отбора, стали использоваться для спектрометрии излучения, а остальные, отнесенные к классу дозиметров, начали применяться для дозиметрии рентгеновского и гамма-излучений. Проведение измерений показало, что отличие между двумя классами этих кристаллов заключается в том, что спектрометры позволяют работать в счетном режиме и измерять спектры излучения, регистрируя фотопик в результате фотопоглощения в широком диапазоне энергий. Кристаллы дозиметрического класса позволяют работать или в режиме измерения фототока, или в режиме измерения количества импульсов, но в обоих случаях информация о спектрах излучения отсутствует.

Главным недостатком использования CdT e или CdZnT e кристаллов в качестве дозиметров заключается в том, что они имеют большой атомный номер (Z~5 0), кото -рый значительно отличается от воздуха или ткани человека, поэтому они обладают различным массовым коэффициентом поглощения, зависящим от энергии излучения. Следовательно, при разработке дози-

РИ, 2007, № 4

метров, работающих в широком диапазоне энергий регистрируемых фотонов, например, от 20 кэВ до нескольких МэВ, необходимо ввести поправку на зависимость от энергии регистрируемого излучения. Такую коррекцию можно осуществить введением фильтров, электронным образом путем измерения и обработки спектров регистрируемых квантов излучения или применением методики измерения средней амплитуды регистрируемого сигнала, используя спектрометрическую цепочку регистрации всего спектра сигналов с детектора [10,11]. Таким образом, можно сохранить многие преимущества дозиметра с применением датчика с кристаллом CdTe и CdZnTe: компактные размеры, большую чувствительность, малую стоимость, потенциальную возможность отсчета показаний за выбранный отрезок времени и т. д.

Целью работы является выявление возможностей регистрации рентгеновского и гамма-излучения дозиметрическими и спектрометрическими приборами на основе CdTe и CdZnTe планарных кристаллов.

Данная задача актуальна и имеет практическое применение при разработке и использовании приборов для спектрометрии и дозиметрии ядерных излучений.

Методы исследования - имитационное моделирование транспорта фотонов и электронов в веществе с использованием программных кодов GEANT3 [12], GEANT4 [13], MCNPX [14], PENELOPE [15] и EGSnrc

[16], исследование электрофизических параметров и спектрометрия гамма-квантов с использованием планарных детекторов на основе кристаллов CdTe и CdZnTe.

2. Общие свойства детекторов из сложных полупроводниковых соединений

Знание общих свойств детекторных материалов и транспорта в их объеме фотонов и заряженных частиц (электронов и дырок) необходимо при разработке детекторов излучения и правильного их использования на практике. Большинство детекторов излучения в своей работе используют тот факт, что излучение генерит свободные электроны и ионы (дырки) в среде, с которой оно взаимодействует. Возникающий в среде заряд пропорционален потерянной энергии E0 , в результате чего могут возникнуть N0 = E0/W пар электрон-дырка, где W - энергия, необходимая для рождения этой пары. В полупроводниках энергиях рождения пары приблизительно в 3,5 раза превышает ширину запрещенной зоны. В планарном детекторе в электрическом поле, приложенном к его электродам, пары дрейфуют по направлению к противоположным электродам. Движение возникающих носителей заряда от точки взаимодействия регистрируемой частицы к внешним контактам приводит к возникновению тока в электрической цепи, подключенной к детектору.

В качестве регистрирующей цепи чаще всего используют зарядочувствительный предварительный усилитель, который интегрирует входной ток, преобразуя его в выходное напряжение, пропорциональное пол-

ному заряду, оставленному частицей в детекторе. Выходной сигнал с предварительного усилителя поступает на формирующий усилитель, который усиливает поступивший сигнал и формирует его по длительности, чтобы получить максимальное отношение сиг-нал/шум. На выходе усилителя, таким образом, получается импульс напряжения с максимумом, пропорциональным потерянной в детекторе энергии. Такие импульсы, поданные на амплитудный анализатор, дают картину потерянной энергии регистрируемым излучением в детекторе.

В случае моноэнергетического излучения нарисованная выше идеальная картина регистрации привела бы к появлению в анализаторе событий только в одном канале, интенсивность в котором равнялась бы интенсивности зарегистрированных детектором взаимодействий. Такую картину взаимодействия на экране анализатора импульсов можно назвать идеальной функцией отклика.

Поведение функции отклика реального детектора отличается от идеальной в результате действия многих факторов, к которым можно отнести геометрические размеры, статистические флуктуации образования заряда, флуктуации в захвате носителей заряда во время движения в детекторе и шум электроники съема сигнала, главным образом предварительного усилителя [17]. Шум последнего обусловлен, в основном, емкостью на его входе и током через детектор.

Из физики взаимодействия фотонов с веществом следует, что наиболее подходящим (идеальным) детектором рентгеновского и гамма-излучения следует считать устройство на основе материала с широкой запрещенной зоной, так как ток утечки уменьшается экспоненциально с шириной зоны. Такой детектор также должен иметь высокие атомный номер Z и плотность, так как сечение фотоэффекта увеличивается как Zn, где n = 3,5 -т 5 , и пропорционально плотности. Таким критериям, как видно из табл. 1, удовлетворяют полупроводники, состоящие из двух или более элементов, и в некоторой мере алмаз и оксид кремния (SiO2) [17].

Из сложных полупроводников для детектирования фотонов до настоящее время наибольшее распространение получили CdTe и CdZnTe. Это обусловлено

Таблица 1

Физические свойства выбранных полупроводников

и изоляторов

Материал Z (максим) Плотность, г/см3 Eg, эВ W, эВ

Ge 32 5,3 0,67 2,96

Si 14 2,3 1,12 3,62

GaAs 33 5,3 1,43 4,2

CdTe 52 5,8 1,44 4,43

CdZnTe 52 5,8 1,57 4,64

SiC 14 3,2 3,21 7,8

C 6 3,5 5,47 13,1

SiO2 14 2,65 8,9 18,0

РИ, 2007, № 4

25

тем, что в планарном детекторе с омическими контактами технология изготовления позволяет получать

удельное сопротивление на уровне выше 1010 ом- см при температуре 296 К. Его легко оценить в случае полной компенсации, т.е. когда n = p = щ, используя выражение [18]

Pi = (qni(pe + Ph)) 1,

где q - заряд электрона; рe и рh — дрейфовые подвижности электронов и дырок, которые зависят от состава и температуры; n и р— равновесные концентрации свободных электронов и дырок. Собственная концентрация щ [18]

Пі =, 4

2лКцТ V * *

f2

exp

Eq

КвТ

здесь тЄ и mh — эффективная масса электрона и дырки соответственно; h и Кв являются константами Планка и Больцмана. Ширина запрещенной зоны Eq зависит от температуры Т и состава вещества x . с использованием следующей формулы для Eg

Eg = Eo +а,1х + а2х2 -аэТ2/а4 + Т

и E0 =1,606 эВ, а1=0,38 эВ, а2 =0,463 эВ, а3 = 4,5 • 10_4 (эВ/К), а 4 =264 К, ре = 1000 см2/ В • с, рh = 50 см2/В • с, те СаТе(0,91х10“30 кг) = 0,11, mh СаТе(0,91х 10-30 кг) = 0,73

удельное сопротивление полностью компенсированного кристалла Cd1-х2пхТе с Zn(x = 0,1) оценивается на уровне 4 -1010 Q • см при Т=296 К.

На рис. 1 показана зависимость тока от напряжения (I-V зависимость) одного из планарных детекторов размером 5 х 5 х 2 мм3 с золотыми контактами производства ННЦ ХФТИ. Зависимость I-V в виде прямой линии при малых напряжениях является доказательством омичности контактов.

Рис. 1. Зависимость тока утечки от напряжения смещения при малых значениях напряжения

менным методом и непассивированной боковой поверхностью, показывают, что возросло динамическое сопротивление до и 1,2 • 1011Q и, следовательно, уменьшился ток утечки обработанных плазменным разрядом в вакууме образцов (рис. 2).

Из приведенных результатов следует вывод, что пассивация боковой поверхности детектора приводит к значительному уменьшению тока утечки (не менее чем в 300 раз) и увеличению сопротивления (до

и 5 -1011Q) исследуемых образцов CZT детекторов. Это позволяет увеличить напряженность электрического поля как в CZX, так и в CdTe и тем самым улучшить движение зарядов в их объемах.

Рис. 2. Динамическое сопротивление непассивированного (1) и пассивированного (2) CZX детекторов в зависимости от напряжения смещения

3. Движение зарядов в планарном полупроводниковом детекторе и оптимизация его характеристик

Рассмотрим движение зарядов, образованных после прохождения фотона в результате фотоэффекта в детекторе толщиной d в постоянном однородном электрическом поле E = V / d, где V — разность потенциалов между электродами. Предположим, что гамма или рентгеновский квант теряет энергию E0 на расстоянии х от анода. В результате этого взаимодействия возникают электроны и дырки, которые приобретают скорость ^h =1^,1^, где Ре^ — подвижность электронов и дырок. Возникающий ток можно записать в виде 1е,1 ~ qn^h^h, где q — заряд электрона, Пе,іі— число образовавшихся электронов и дырок (пє = nh). Описанный процесс можно записать в виде уравнений:

Q0 = qN0 = q(E0/W); Ih = Q0(WiE/d); Іе = Qo(ЦeE/d).

Длительность тока дырок Т и тока электронов Те в отсутствие процесса захвата носителей заряда можно записать в виде:

I-V характеристики, измеренные на CZX детекторах с Те = (d - х) / р^; Т = х / рhE.

размером 5 х 5 х 2 мм3 с пассивированной ион-плаз-

26 РИ, 2007, № 4

Заряд Q , наведенный на электродах, является интегралом тока, который измеряется предварительным усилителем и не зависит от глубины образования в детекторе:

Q = I I(t)dt = I,Te + IhTh = q|

+ Q0I | = Q0.

d ДрeE

d Д peE

Амплитуда импульса на выходе предусилителя не зависит от емкости на его входе и равна

Va = Q/Cf,

x

где Cf- емкость обратной связи предусилителя. Cf в лучших образцах предусилителей фирмы Amtek находится на уровне 50 фФ [19].

Эти уравнения справедливы для планарных детекторов из любого полупроводникового материала. Численные значения зависят от материала, поэтому отличаются для CdTe и СdZnTe. Кроме этого, численные значения зависят от технологии производителя. В табл. 2 приведены численные значения величин для CdT e и СdZnT e, используемых для детекторов фирмы Amtek [19], регистрирующих линию 59,5 кэВ.

Количество свободных носителей заряда, образованных в полупроводнике, уменьшается экспоненциально со временем жизни xe и Th для электронов и дырок соответственно. Как видно из табл. 2, время жизни электронов в CZT детекторах находится на уровне 1 мкс, а дырок - 0,05 мкс. Для CdTe детекторов время жизни существенно превышает эту величину в CZT детекторах, по этому параметру CdTe детекторы имеют существенное преимущество по сравнению с CZT. Ранее было показано, что CZT детекторы по сравнению с CdTe имеют значительно меньшие

Таблица 2

Параметры полупроводниковых материалов и детекторов CdTe и OdZnTe

Параметр CdTe czt

W, эВ 4,43 5,0

pe, см2/В • с 1100 1350

рh, см2/В • с 100 120

Xe, мкс 3 1

X h, мкс 2 0,05

N0, eh-пары 1,3-104 1,2-104

Q0, Кулон 2,1 -10-15 1,9 • 10-15

Ie, нА 95 26

Ih , нА 8,6 2,3

Te, (центр), нс 12 37

Th, (центр), нс 125 415

Te, (макс.), нс 23 74

Th, (макс.), нс 250 830

токи утечки и выдерживают значительно большие напряжения смещения. Это говорит о том, что выбор параметров детектора требует решения оптимизационной задачи [20,21].

На рис. 3 приведены результаты моделирования спектрометра на основе СdZnTe толщиной 10 мм и объемом 1 и 10 см3 в предположении, что планарный полупроводниковый детектор ведет себя как ионизационная камера [20].

Расчет проводился для таких параметров: разность потенциалов между внешними электродами 1 кВ, емкость затвора входного полевого транзистора предварительного усилителя 2,5 пФ, емкость линий связи с детектором 0 и 10 пФ, проводимость полевого транзистора 6 мБ.

100

PQ

100 -ц

; Cs=10 пФ cs =0 пФ

- 10 Chios' 10 смД'”"'

г 10

ч 1 СМ^У

1- 1 I

10"

10 10"

10

Рис. 3. Зависимость шума (FWHM) от времени формирования для спектрометрического тракта с CdZnTe детекторами объемом 1 и 10 см3

Из рис.3 видно, что шум электроники позволяет с детектором толщиной 1 см и площадью 1 см2 достичь разрешения около 7 кэВ (FWHM), что на линии источника 137Cs 662 кэВ составляет ~1 %. В реальности сегодняшний уровень технологии производства детекторов не позволяет получить такое разрешение. Как видно из рис. 4, на котором приведен спектр излучения источника 137Cs (линия 662 кэВ), полученный с использованием детектора СdZnTe толщиной 2 мм и площадью 5 х 5 мм2, разрешение FWHM на линии 662 кэВ, полученное после обработки результатов эксперимента по программе PeakFit 4, составляет около 11 %.

РИ, 2007, № 4

27

Пример определения наилучшего времени формирования спектрометрического усилителя в условиях эксперимента (детектор CdZnTe, источник излучения - 241Am, линия с энергией 59,5 кэВ) показан на рис. 5. Поведение экспериментальных результатов находится в качественном согласии с транспортом носителей в планарном детекторе и влиянием на разрешение основных источников шума.

Рис. 5. Зависимость разрешения (FWHM) от времени формирования спектрометрического тракта с CdZnTe детектором толщиной 1 мм и площадью 5 х 5 мм2

Рис. 6. Вероятность взаимодействия фотонов в диапазоне энергий до 1 МэВ для детекторов CdZnTe толщиной 2 мм

Из данных, приведенных на рис. 6, видно, что вероятность взаимодействия путем фотоэффекта достигает почти 100% в области малых энергий (до 100 кэВ), затем уменьшается и при энергии 1 МэВ составляет 0,41% для детектора CdZnTe толщиной 2 мм. Эти данные также показывают, что использование рассмотренных детекторов для дозиметрии с регистр аци-ей фотопика от поглощения высокоэнергетических фотонов не является обоснованным.

4. Измерение рентгеновского и гамма-излучений CdZnTe и CdTe детекторами

Измерение рентгеновского и гамма-излучений широко используется в радиационном контроле, науке и технике. Оно базируется на взаимодействии фотонов с веществом. Основными взаимодействиями в диапазоне энергий излучения до нескольких МэВ принято считать фотоэлектрическое поглощение и комптонов-ское рассеяние [22]. Число монохроматических фотонов, прошедших через вещество толщиной X ,

I = I0e-^x,

где І0 - поток падающих фотонов; I - поток прошедших фотонов; р - линейный коэффициент ослабления фотонов. Число провзаимодействующих в веществе фотонов Iin = I0(1 - e_^x).

Коэффициент ослабления часто выражают не в единицах см-1, а в единицах pm = р/р, где р - плотность вещества. Вероятность взаимодействия фотона определяется как отношение потока провзаимодействующих фотонов к потоку падающих P = Iin /10 = (1 - e-^).

Вероятность взаимодействия в простых и сложных веществах, фильтрах и детекторах можно определить по программам на основе кодов [12-14]. В данной работе приводятся вероятности взаимодействия (рис. 6) для детектора Cd1-KZnKTe, где х = 0.1, толщиной 2 мм, полученные в работе [23]. Детектор из CdTe закрыт тонкой фольгой из бериллия.

Одним из перспективных методов использования CdT e и CdZnTe детекторов является применение всего спектра возникающих при их облучении импульсов в результате фотопоглощения и комптоновского взаимодействия. Этот метод основан на измерении средней амплитуды импульсов, которая пропорциональна мощности экспозиционной дозы [10,24]. Для реализации этого метода в состав измерительного канала входят те же блоки электроники, что используются при спектрометрии излучения, т. е. предварительный и формирующий усилители, преобразователь амплитуда-код и ЭВМ с устройством отображения информации. Для оценки дозы этим методом не требуется знание спектра регистрируемых фотонов. Для характеристики предложенного метода используется дискретная чувствительность детектора [11].

Данные моделирования и эксперимента по дискретной чувствительности для планарного CdT e детектора дозиметрического качества, разработанного в ННЦ ХФТИ, приведены на рис. 7 [11]. Условия эксперимента: порог дискриминации - 60 кэВ, напряжение смещения - 100 В. В эксперименте использовался набор источников ОСГИ: 57Co, 137Cs, 60Co с энергиями гамма-линий 122, 662 и 1250 кэВ соответственно.

В работе [25] при исследовании влияния шумов на характеристики CdTe и CdZnTe детекторов была показана возможность применения в дозиметрии рентгеновского и гамма-излучения детекторов спектрометрического и дозиметрического качества с помощью метода измерения средней амплитуды импульсов. Из полученных данных [25] следует, что для порогов дискриминации сигналов выше 60 кэВ чув-

28

РИ, 2007, № 4

ствительность спектрометрического детектора незначительно превышает этот параметр для детектора с дозиметрическими свойствами.

Рис. 7. Зависимость обратной дискретной чувствительности от средней амплитуды импульсов CdTe детектора

На рис. 8 и 9 представлены спектры 241Am и 132Eu, полученные с детектором на основе кристалла CdZnT e толщиной 0,8 мм [26].

Рис. 8. Спектр гамма-излучения 241Am

Рис. 9. Спектр гамма-излучения 152Eu

На кристалл подавалось напряжение смещения 100 В, а оптимальная постоянная формирования спектрометрического усилителя выбиралась равной 2 мкс. Для лини 40,11 кэВ, образовавшейся в результате р+ -распада атомов изотопа 152Eu, полная ширина на полувысоте (FWHM) составляет около 5 кэВ, что соответствует относительному разрешению около 12 %.

Выводы

Рассмотрены основные свойства широкозонных полупроводниковых материалов CdTe и CdZnTe. Проведено исследование методом имитационного моделирования и методом спектрометрии детекторов на основе CdTe и CdZnTe для регистрации гамма-квантов в диапазоне 60-1200 кэВ. Обоснованы методы оптимизации характеристик планарных полупроводниковых детекторов в целях получения наилучшего энергетического разрешения в условиях эксперимента. Показано, что используя метод измерения средней амплитуды импульсов с детектора фотонов для регистрации мощности экспозиционной дозы, возможно применять в качестве датчиков кристаллов CdTe и CdZnTe как спектрометрического, так и дозиметрического качества без потери чувствительности, начиная с энергии фотонов более 60 кэВ. Для измерения экспозиционной дозы и состава вещества по характеристическим линиям излучения в области энергий гамма-квантов до ~100кэВ необходимо использовать спектрометрические датчики. Дальнейшее улучшение спекторометрических характеристик детекторов на кристаллах CdTe и CdZnTe, изготовленных в ИФТТМТ ННЦ ХФТИ, может быть достигнуто путем улучшения качества кристаллов, а также с помощью современной электроники регистрации и обработки сигналов.

Научная новизна проведенных исследований состоит в том, что предложено новые методы исследований хар актеристик полупроводниковых детекторов.

Практическая значимость предлагаемых решений состоит в том, что расширяется область применения широкозонных детекторов на основе CdTe и CdZnTe кристаллов в области дозиметрии рентгеновских и гамма-квантов

Литература: 1. BosA.J.J, d’Eruco F. Some developments in neutron and charged particle dosimetry // Radiation Protection Dosimetry. 2006. Vol. 120. No. 1-4. P. 331-336. 2. Vega-Carrillo H.R., Hernandez-Davila V.M., Manzanares-Acuna E. et al. Artificial neural networks in neutron dosimetry // Radiation Protection Dosimetry. 2006. Vol. 118, No. 3.P. 251259. 3. Ruddy F.H., Dullo A.R., J.G. Seidel Seshordri S and Rowland L.B. Development of a Silicon Carbide Radiation Detector // IEEE Transaction on Nuclear Science. June 1998. Vol. 45. No. 3. Р. 536-541. 4. Brambilla A., Tromson D., Abound N. et al. CVD diamond gamma doge rate monitor for harsh environment // Nucl. Instr. and Meth. 2001. A 458. P. 220-226. 5. RedusR.N.,Huber A.C., Pantazis J.A. Improved thermoelectrically cooled X/ у -ray detectors and electronics // Nucl. Instr. and Meth. 2001. A 458. P. 214-219. 6. Rybka A. V., Leonov S.A., Prokhorets I.M. et al. Influence of detector

РИ, 2007, № 4

29

surface processing on detector performance // Nucl. Instr. and Meth. 2001. A 458. P. 214-219. 7. LukeP.N., AmmanM., Lee J.S., Manfredi P.F. Noise in CdZnTe Detectors // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2001. V. 48, No. 3. P. 282-286. 8. Budtz-Jorgensen C., Kuvvetli J., Westergaard N.J. et al. The X-ray imager on AXO // Nucl. Instrum. and Meth. 2001. А 458. P. 132-139. 9. Land J.C., OlsenR., Vanscyoc J.M., JamesR.B. The use of pulse processing techniques to improve the performance of Cd1-xZnxTe gamma-ray detectors // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1996. V. 43. P. 1411-1416. 10. Nagarkar V, Squillante M., Enfme G. et al. CdTe detectors in nuclear radiation dosimetry // Nucl. Instr. and Meth. 1992. A 322. P. 623-627. 11. Захарченко А.А., Кутний В.Е., Рыбка А.В., Хажмурадов М.А. Моделирование дозиметрических характеристик CdTe (CdZnTe) детекторов у -излучения // Радиоэлектроника и информатика. 2006. № 2. С. 28-33. 12. BrunR., BruyantF., MarieM. et al. GEANT3. Report DD / EE / 84-1. CERN, Geneva: 1986. 13. Aqostinelli S. GEANT4 - a simulation toolkit // Nucl. Instr. and Meth. 2003 A506. P. 250-303. 14. X-5 Monte Carlo Team. MCNP - A general Monte Carlo N- particle transport code, version 5. Report LA-UR-03-1987. Los Alamos National Laboratory. Los Alamos, 1987. 15. Salvat F., Fernandez-Varla J.M., Sempau J. PENELOPE - 2006. A Code system for Monte Carlo Simulation of Electron and Photon Transport. Workshop Proceedings. Barselona., Spain, 2006. 281 р. 16. Keuvrakow I. Accurate condensed history Monte Carlo simulation of electron transport. IEGSnrc, the new EGS4 version. // Med. Phys. 2000. V. 27(4). P. 485-498. 17. DevanathanR., Corrales L.R., Gao F., Weber W.J. Signal variance in gamma-ray detectors - Areview // Nucl. Instr. and Meth. 2006. A565. P. 637-649. 18. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. В двух томах. М.: Мир, 1984. 19. Redus B. Charge Trapping in XR - 100F - CdTe and CZT Detectors // Application Note ANCZT -2 Rev. 2. 2003. 12 p. 20. Prokhorets S.I., Prokhorets I.M., Khazmuradov M.A.

Formulation of criterion functional and set of constrains in the problems of physical setting designing // Problems of Atomic Science and Technology. Series: Nuclear Physics Investigations. 2004. No 5. P. 108-111. 21. Кутний Д.В., Прохорец И.М., Рыбка А.В. и др. Методика измерения электромагнитного излучения полупроводниковыми детекторами // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники. 2006. №1(15). С. 163-169. 22. Leo W.R. Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments. Springer - Verlag. Berlin: Heidenberborg. 1987. 368 p. 23. RedusB. Efficiency ofAmtek XP-MOT- CdTe and - CZT Detectors // Application Note ANCZT -1 Rev. 2, 2002. 8 p. 24. Seltzer S.M., Bergstrom PM. Changes in the U.S. Primary Standards for the Air Kerma From Gamma-Ray Beams // J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 2003. V. 108. P. 359-381. 25. Захарченко А.А., Кутний В.Е., Прохорец И.М., Рыбка А.В., Хажмурадов М.А. Моделирование влияния шумов на характеристики CdZnTe детекторов у -излучения // Радиоэлектроника и информатика. 2007. №1. С. 13-16. 26. Кутний В.Е., Левинец В.В., Омель-ник А.П., Прохорец И.М., Рыбка А.В., Шляхов И.Н., Щур А.А. Спектрометрия гамма- и альфа-излучений полупроводниковыми детекторами из CdTe и CdZnTe // Труды XVI международной конференции по физике радиационных явлений и радиационному материаловедению. Крым, Алушта, 2004. С. 353-355.

Работа выполнена в рамках проекта УНТЦ 3511.

Поступила в редколлегию 09.11.2007

Рецензент: д-р техн. наук, проф. Кривуля Г.Ф.

Прохорец Иван Михайлович, канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник Национального Научного Центра, Харьковский Физико-технический институт. Адрес: Украина, 61108, Харьков, ул. Академическая, 1, тел. (057)335-68-46. e-mail: khazhm@kipt.kharkov.ua.

30

РИ, 2007, № 4