Сравнение смоделированных аппаратурных спектров гамма- излучения с экспериментальными данными

При сравнении расчетных аппаратурных спектров гамма-излучения и экспериментальных спектров использовались абсолютные единицы, т.е. по сравниваемым графикам можно судить не только об адекватности учета сбора носителей, но и о расчетных параметрах эффективности детекторов.

На детекторах измерялись энергетические спектры неколлимированных источников гамма-излучения ¹³³Ba (основные пики при 22; 31; 81 и 356 кэВ), ²⁴¹Am (основной пик 59,5 кэВ) и ⁵⁷Co (основной пик 122 кэВ).

Предварительно проводилось измерение транспортных характеристик носителей μτна исследуемых детекторах с помощью описанной ранее методики. Так величина параметра транспорта μτ_eи μτ_pдля детектора № 9-13 («Гиредмет») составила 2,3∙10^³cm²∕B иl,0∙10^⁴cm²∕B,соответственно.

При моделировании аппаратурных спектров источников гамма- излучения использовались входные данные, специфичные для конкретных условий измерения. Так при расчете спектра источника гамма-излучения ¹³³Ba при облучении детектора №9-13 («Гиредмет») использовались следующие входные данные:

1. Размеры детектора - 5?5? 1,85 мм

2. Параметры расчета: шаг сетки - 20 мкм; шаг моделирования - 40 мкм; статистика - 300000.

3. Основные геометрические и физические параметры при облучении: расстояние источник-детектор 20 мм, алюминиевый фильтр толщиной 1мм;

4. Основные параметры спектрометрического тракта: напряжение смещения детектора - 250 В; величина энергетического шума - 7 кэВ; формирующий усилитель типа RC-4CR с временем формирования 1 мкс;

5. Основные параметры АЦП: число каналов - 1024. E_nι⅛ = -34,87 кэВ; Emax ⁼698,66 кэВ;

6. _μτ_e= 1,5∙10'³cm²∕B; μ_pτ_p= 2,0∙l0'⁵CM²∕B

7.

8. Параметры облучения: источник гамма-излучения ¹³³Ba активностью-100 кБк; время набора - 2100 с.

Полученные результаты по расчету отклика детектора показаны на рисунке 3.7. Этот график позволяет сравнить результаты расчета с экспериментальными данными.

Сравнение экспериментальных данных при облучении CdZnTe детектора №28299 («Redlen») размером 10?10?5mm с модельным аппаратурным спектром также показало хорошее соответствие экспериментальных и расчётных данных. При расчете отклика детектора учитывались геометрические и другие условия облучения детектора, имеющие место на установке измерения транспортных характеристик при измерении спектров гамм-излучения. На рисунке 3.8 показаны рассчитанный и экспериментальный спектры гамма-излучения источника ¹³³Ba, полученные на детекторе №28299 («Redlen») размером 10?10?5mm.Напряжение смещения U = 250 В. Активность источника составляла 1056 кБк. Время набора спектра 360 с. Облучение происходило через алюминиевый фильтр толщиной 1 мм.

Таким образом, результаты сравнения аппаратурных спектров гамма- излучения, полученные с помощью статистического моделирования методом Монте-Карло, с экспериментальными данными, полученными при измерении характеристик детектирующих структур показали адекватность принятой модели физических процессов, описывающих поглощение энергии гамма- квантов и транспорт носителей заряда. Результаты моделирования (энергетический спектр) сохранялись в форматере. Это позволило, в частности, осуществить сравнение результатов моделирования с экспериментальными спектрами с использованием программ Spectraline.

Основные результаты главы опубликованы в работе [АЗ].

Рисунок 3.7. Отклик планарного CdTe детектора (№ 9-13, Гиредмет») при облучении источником гамма-излучения ¹³³Ba

Рисунок 3.8. Отклик планарного CdZnTe детектора (№ 28299, «Redlen») при облучении источником гамма-излучения ¹³³Ba