Estudo comparativo das respostas de diodos de Si para dosimetria de radiação gama

• Main Author: Kelly Cristina da Silva Pascoalino
• Other Authors: Carmen Cecília Bueno Tobias
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2010
• Subjects: diodos Si; dosimetria; radiação gama; dosimetry; gamma radiation; Si diodes
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85131/tde-12082011-102243/

Neste trabalho é apresentado um estudo comparativo da resposta de diodos de Si para dosimetria de radiação gama. Os diodos investigados, crescidos pelas técnicas de fusão zonal (Fz) e Czchocralski magnético (MCz), foram processados no Instituto de Física da Universidade de Helsinki no âmbito das pesquisas e desenvolvimento de dispositivos de Si resistentes a danos de radiação segundo a colaboração RD50 do CERN (European Organization for Nuclear Research). Para estudar a resposta dosimétrica dos diodos, eles foram acoplados diretamente no modo fotovoltaico na entrada de um eletrômetro digital para medir o sinal de fotocorrente devido a incidência de raios gama provenientes de uma fonte de 60Co (Gammacell 220). O parâmetro dosimétrico usado para estudar a resposta destes dispositivos foi a carga, obtida pela integração do sinal de corrente pelo tempo de exposição, em função da dose absorvida. Estudos da influência dos procedimentos de pré-irradiação na sensibilidade e estabilidade destes diodos mostraram que a sensibilidade decresce com a dose total absorvida mas depois de uma pré-irradiação de cerca de 873 kGy, eles se tornaram mais estáveis. Efeitos dos danos de radiação eventualmente produzidos nos diodos foram monitorados mediante medidas dinâmicas de corrente e de capacitância depois de cada etapa de irradiação. Ambas as amostras exibiram boa reprodutibilidade de resposta, 2,21% (Fz) e 2,94% (MCz), obtida com 13 medidas consecutivas de 15 kGy comparadas com a equivalente dose de 195 kGy absorvida em uma única etapa de irradiação. É importante notar que estes resultados são melhores do que aqueles obtidos com dosímetros de rotina de polimetilmetacrilato (PMMA) usados em processamento por radiação. === In this work it is presented the comparative study of Si diodes response for gamma radiation dosimetry. The diodes investigated, grown by float zone (Fz) and magnetic Czchcralski (MCz) techniques, were processed at the Physics Institute of Helsinki University in the framework of the research and development of rad-hard silicon devices. To study the dosimetric response of these diodes they were connected in the photovoltaic mode to the input of a digital electrometer to measure the photocurrent signal due to the incidence of gamma-rays from a 60Co source (Gammacell 220). The dosimetric parameter utilized to study the response of these devices was the charge, obtained trough the integration of the current signals, as a function of the absorbed dose. Studies of the influence of the pre-irradiation procedures on both sensivity and stability of these diodes showed that the sensitivity decreased with the total absorbed dose but after a preirradiation of about 873 kGy they became more stable. Radiation damage effects eventually produced in the devices were monitored trough dynamic current and capacitance measurements after each irradiation step. Both samples also exhibited good response reproducibility, 2,21% (Fz) and 2,94% (MCz), obtained with 13 consecutive measurements of 15 kGy compared with the equivalent 195 kGy absorbed dose in one step of irradiation. It is important to note that these results are better than those obtained with routine polimetylmetacrilate (PMMA) dosimeters used in radiation processing dosimetry .