Детекторы ядерных и ионизирующих излучений на основе «безазотных» алмазов
В настоящее время в мире проявляется большой интерес к детекторам ионизирующих излучений на основе алмаза. Такой интерес вызван, с одной стороны, прогрессом технологии выращивания чистых алмазных кристаллов электронного качества, а с другой стороны – повышением требований развивающихся направлений науки и производства к температурной и радиационной стойкости детекторов, к их быстродействию и надёжности.
Алмазные детекторы ионизирующих излучений обладают рядом уникальных свойств:
• Температурная стойкость
• Радиационная стойкость
• Химическая стойкость
• Наносекундное быстродействие
Эти свойства детекторов на основе алмазных материалов позволяют применять их в регистрирующих приборах, работающих в экстремальных условиях эксплуатации
ПТЦ «УралАлмазИнвест» разрабатывает и производит детекторы ионизирующего излучения на основе алмазных материалов, а также приборы регистрации с использованием алмазных детекторов.
Технические характеристики детекторов
Характеристики спектрометрических детекторов альфа частиц
| Энергетическое разрешение, % | ≤5 |
| Изменение положения энергетического пика, % | не более 5 |
| Нестабильность скорости счета, % | не более 5 |
| Толщина чувствительного элемента, мм | 0,2-0,3 |
| Площадь чувствительного элемента, мм2 | 4-16 |
| Чувствительность, Кл/МэВ | не менее 10-14 |
| Время нарастания выходного импульса, с | не более 5,0×10-9 |
| Рабочее напряжение, В | 100-200 |
Характеристики дозиметрических алмазных детекторов
| Линейность, при изменении дозы в 100 раз, % | не хуже 5 |
| Чувствительность регистрации, нКл/Гр, | 20-300 |
| Темновой ток чувствительного элемента, А | не более 0,5×10-12 |
| Толщина чувствительного элемента, мм | 0,2-0,5 |
| Чувствительный объем, мм3 | 1-8 |
| Диапазон измеряемых мощностей доз Гр/мин | 0,02-3,00 |
| Диапазон регистрируемых энергий для фотонов, МэВ | 0,08-25 |
| Напряжение питания, В | 100 |
Характеристики импульсных алмазных детекторов
| Режим работы | токовый |
| Чувствительность регистрации, нКл/Гр | 20-300 |
| Темновой ток чувствительного элемента, А | не более 0,5×10-12 |
| Толщина чувствительного элемента, мм | 0,1-0,3 |
| Чувствительный объем, мм3 | 1-8 |
| Длительность фронта импульса, нс | не более 1,0 |
| Диапазон измеряемых мощностей доз фотонного и электронного излучений, Гр/с | до 106 |
| Диапазон регистрируемых энергий для фотонов, МэВ | 0,1-500 |
| Напряжение питания, В | 100 - 500 |
Характеристики детектора нейтронов
| Режим работы | счетный / токовый |
| Диапазон энергий нейтронов, МэВ | до 20,0 |
| Диапазон регистрируемых потоков, 1/см2с. | до 1015 |
| Эффективность регистрации, % | не менее 1,0 |
| Темновой ток чувствительного элемента, А | не более 0,5×10-12 |
| Нестабильность скорости счета за 8 часов, % | не более 0,5 |
| Рабочее напряжение, В | 100 |
| Площадь чувствительного элемента, мм2 | 9-100 |
Номенклатура алмазных детекторов
• Детекторы альфа-частиц спектрометрические
• Детекторы дозиметрические
• Детекторы импульсные временные
• Детекторы быстрых нейтронов
• Детекторы тепловых нейтронов
Конструктивное исполнение детекторов
Универсальный корпус
Корпус дозиметрических детекторов
Корпус для импульсных детекторов
Безкорпусной монтаж детектора
Номенклатура регистрирующих приборов производства ПТЦ «УралАлмазИнвест» на основе алмазных материалов
• Монитор импульсного излучения, предназначен для определения временного распределения интенсивности импульсных пучков ионизирующего излучения электрофизических установок
Временная разрешающая способность не хуже 2,0 нс
Диапазон мощностей дозы в импульсе от 102 до 106 Р/с
Габариты 70х60х25мм
Масса 0,15 кг
· Монитор импульсного выхода нейтронного генератора для аппаратуры каротажа
Диапазон интенсивностей нейтронного пучка от 105 до 5•107 н/имп;
Диапазон рабочей температуря от минус 50 до плюс 150 оС
Габариты платы 30х35х10мм
Габариты детектора 10х3х0.6мм
Иновационные разработки ПТЦ «УралАлмазИнвест»
· Многодетекторная спектрометрия нейтронов
1 - замедлитель,
2 - радиатор,
3 - алмазный детектор,
4 - шина данных,
5 - обрабатывающий компьютер
Преимущества:
радиационная, температурная стойкость; малое потребление; малогабаритность
· Альфа спектрометр с погружным алмазным детектором
1-алмазный детектор, 2-предусилитель,
3-процессор импульсных сигналов,
4-обрабатывающий компьютер,
5-управляющий компьютер.
Преимущества:
радиационная, температурная стойкость; получение альфа-спектров без пробоотбора.