Nauka innov. 2006, 2(6):31-38
https://doi.org/10.15407/scin2.06.031

V. M. Azhazha, V. Ye. Kutny, A. V. Rybka, L. N. Davydov, I. N. Shlyakhov, A. A. Zakharchenko, D. V. Kutny, D. V. Nakonechny
NSC KhPTI, NAS of Ukraine, Kharkiv

 

Dosimeters Based on  CdTe and CdZnTe Sensors for In-Process Measurement and Monitoring of NPP Radiation Environment

Section: Innovative Projects of National Academy of Sciences of Ukraine
Language: Russian
Abstract: The paper presents two designs of detector units: wide-range X- and gamma-ray dosimeter; dosimeter for X- and gamma-ray dose-rate emergency monitoring. Detectors of X- and gamma-radiation, using wide-gap semiconductor compounds CdTe and CdZnTe, have a number of advantages which allow to apply them successfully for dosimetry and spectrometry of different ionizing radiation sources. Among the advantages of CdZnTe detectors are: a wide operating interval of photon energy and flux, high efficiency of the radiation registration and a satisfactory energy resolution without necessity of the detector deep cooling. The detector units are developed for in-process measurement and monitoring of radiation environment at NPPs and other nuclear energy installations. In particular, they can be used for the investigation (characterization) of the radioactive waste. The specifications of the devices are presented.
Key words: semiconductors, CdTe, CdZnTe, dosimeters, detectors, dose rate, X-rays, gamma-radiation.

References:
1. Teluryd kadmiju: domishkovo-defektni stany ta detektorni vlastyvosti. Korbutjak D. V., Mel'nychuk S. V., Korbut Je. V., Borysjuk M. M. Kyiv: Ivan Fedorov, 2000 [in Ukrainian].
2. Kosjachenko L. A., Masljanchuk E. L., Skljarchuk V. M. Osobennosti perenosa zarjada v diodah Shottki na osnove poluizolirujushhego CdTe. FTP. 2005, 39(6):754–761 [in Russian].
3. Mokrickij V. A., Leonov S. V., Maslov O. V., Savel'ev S. A. Obrabotka monokristallov CdZnTe dlja primenenija v datchikah γ-izluchenija. Tehnologija i konstruirovanie v jelektronnoj apparature. 2001, 3:9–10 [in Russian].
4. Mokrickij V. A., Maslov O. V., Nikolaenko Ju. E., Maksimov M. V. Blok detektirovanija gamma-izluchenija na osnove CdZnTe dlja sistem radiacionnogo kontrolja. Tehnologija i konstruirovanie v jelektronnoj apparature. 2005, 3:15–17 [in Russian].
5. Komar' V. K., Puzikov V. M. Poluchenie kristallov trojnyh soedinenij CdZnTe dlja poluprovodnikovyh detektorov gamma-izluchenija. Monokristally gruppy AIIBVI. Vyrashhivanie, svojstva, primenenie. Har'kov: Institut monokristallov, 2002: 177 [in Russian].
6. Azhazha V. M., Grigor'ev A. N., Gribanov Ju. A. i dr. Primenenie poluprovodnikovyh detektorov na baze kremnija, arsenida gallija i tellurida kadmija v radiometrii i spektrometrii jadernyh izluchenij. Voprosy atomnoj nauki i tehniki. Ser. Vakuum, chistye materialy i sverhprovodniki. 1998, Vyp. 1(2):95–98 [in Russian].
7. Kutnij V. E., Rybka A. V., Shljahov I. N. i dr. Perspektivy ispol'zovanija poluprovodnikovyh materialov iz CdTe (CdZnTe) pri rekonstrukcii AJeS Ukrainy. Voprosy atomnoj nauki i tehniki. Ser. Fizika radiacionnyh povrezhdenij i radiacionnoe materialovedenie. 2000, Vyp. 4:203–207 [in Russian].
8. Abysov A. S., Davydov L. N., Kutny V. E. et al. Correlation Between Spectrometric Ability and Physical Properties of Semi-conductor Detectors. Functional Materials. 2000, 7, 4(2):827–835 [in English].
9. Rybka A. V., Prohorec I. M., Shljahov I. N. i dr. Dozimetricheskie harakteristiki detektorov rentgenovskogo i gamma-izluchenija na osnove CdTe (CdZnTe). Voprosy atomnoj nauki i tehniki. Ser. Fizika radiacionnyh povrezhdenij i radiacionnoe materialovedenie. 2000, Vyp. 4:208–211 [in Russian].
10. Rybka A. V., Leonov S. A., Prokhoretz I. M. et al. Influence of Detector Surface Processing on Detector Performance. Nucl. Instr. and Meth. A. 2001, 458:248–253 [in English].
https://doi.org/10.1016/S0168-9002(00)00868-8
11. Kutnij V. E., Rybka A. V., Prohorec I. M. i dr. Issledovanie radiacionnoj stojkosti detektorov ionizirujushhih izluchenij na osnove CdTe i CdZnTe. Voprosy atomnoj nauki i tehniki. Ser. Fizika radiacionnyh povrezhdenij i radiacionnoe materialovedenie. 2000, Vyp. 4:212–214 [in Russian].
12. Azhazha V. M., Kutnij V. E., Rybka A. V. i dr. Primenenie detektorov na osnove shirokozonnyh poluprovodnikov CdTe, CdZnTe i GaAs dlja kontrolja bezopasnosti AJeS. Atomnaja jenergija. 2002, 92, vyp. 6:473–477 [in Russian].
13. Davydov L. N., Dovbnja A. N., Zaharchenko A. A. i dr. Primenenie poluprovodnikovyh detektorov dlja ucheta i kontrolja RAO. Voprosy atomnoj nauki i tehniki. Ser. Fizika radiacionnyh povrezhdenij i radiacionnoe materialovedenie. 2002, Vyp. 3(81):142–146 [in Russian].
14. Rybka A. V., Davydov L. N., Shlyakhov I. N. et al. Gamma-radiation dosimetry with semiconductor CdTe and CdZnTe detectors. Nucl. Instr. and Met. A Vol. 531, 1–2, 2004: 147–156 [in English].
15. Davydov L. N., Kutnij D. V., Kutnij V. E. i dr. Radiacionnaja stojkost' poluprovodnikovyh detektorov korpuskuljarnogo i gamma-izluchenija (obzor). Harkiv: Visnik HNU, 2005, 627. Serija "Jadra, chastinki, polja", vip. 1 (26):3–22 [in Russian].
16. Pat. N 23951A, Ukrai'na, MPK S 01 T 1/00, 1/16, 1/24. Prystij dlja vymirjuvannja potoku jadernogo vyprominjuvannja. Rybka O. V., Grygor'jev O. M., Kuz'michov M. O., Kutnij V. Je., Oleksijenko M. M. (Ukrai'na). NNC "Harkivs'kyj fizyko-tehnichnyj instytut". N 96030958, zajavl. 12.03.96, opubl. 31.08.98 [in Ukrainian].
17. Pat. 70034A, Ukrai'na, 7 G01T1/00, 1/16, 1/24. Prystij dlja vymirjuvannja potoku gamma-vyprominjuvannja. Kutnij V. Je., Rybka O. V., Shljahov I. M., Kutnij D. V. (Ukrai'na). NNC "Harkivs'kyj fizyko-tehnichnyj instytut". N 20031212185, zajavl. 23.12.2003, opubl. 15.09.2004 [in Ukrainian].
18. Zaharchenko A. A., Kutnij V. E., Prohorec S. I. i dr. Modelirovanie jenergeticheskoj zavisimosti chuvstvitel'nosti CdTe detektorov dlja dozimetrii gamma-izluchenija. Tezisy dokladov IV konferencii po fizike vysokih jenergij, jadernoj fizike i uskoriteljam. 27 fevralja – 3 marta 2006. Har'kov, 2006: 77 [in Russian].
19. Zaharchenko A. A., Kutnij V. E., Prohorec S. I. i dr. Sensory na osnove CdZnTe dlja izmerenij rentgenovskogo izluchenija. Tehnologija i konstruirovanie v jelektronnoj apparature. 2006, 2:23–26 [in Russian].
20. Rusakov A. A. Rentgenografija metallov. M.: Atomizdat, 1977 [in Russian].