Т. 328, № 7

Моделирование полупроводникового детектора из особо чистого германия

Актуальность работы. Одной из важнейших современных проблем геоэкологии является разработка методов и средств контроля радиационного фона естественного и техногенного происхождения на основе высокоточных портативных полупроводниковых детекторов. Известные способы расчета таких детекторов по методу Монте-Карло широко применяются в области радиационной безопасности: радиационная защита, расчеты ядерных реакторов, экранирование и моделирование детекторов, проводятся расчеты радиационных параметров полей источников ионизирующего излучения. Программа MCNP, реализующая метод Монте-Карло, является инструментом моделирования для переноса излучения, в основном в тех случаях, когда измерения затруднены или практически не выполнимы. В данной работе программа MCNP использовалась для моделирования детектора из особо чистого германия Ge (Li) и методики по улучшению определения функции отклика для данного типа детектора. Результаты, полученные при моделировании, являются достаточно точными, имеются хорошие совпадения между модельными и экспериментальными данными. Цель работы: моделирование детектора из особо чистого германия Ge (Li) типа GC1020 для решения задач оценки эффективности регистрации излучения. Методы исследования: построение и корректировка геометрической и физической модели детектора; проведение вариантных расчетов по определению эффективности регистрации детектором моноэнергетического гамма-излучения с помощью программы MCNP5. Результаты. Моделирование детектора из особо чистого германия c помощью метода Монте-Карло важно для получения эффективности регистрации в случае образцов с нестандартной геометрией и при больших выборках, когда эффективность сложно оценить экспериментально. В работе представлены расчеты эффективности полупроводникового детектора, широко используемого в нашей лаборатории для различных образцов, которые были выполнены для геометрии с точечным источником, и затем параметры детектора были оптимизированы с 5 % погрешностью между MCNP и экспериментальной эффективностью на различных расстояниях от детектора. Оптимизированная геометрия детектора затем была подтверждена эффективным переносом в другие геометрии.

Ключевые слова:

источники, эффективность, эффективность процесса, гамма-излучения, регистрация, полупроводниковые детекторы, моделирование, метод Монте-Карло, оптимизация, геометрии, детекторы, электронный ресурс, труды учёных ТПУ,

Авторы:

Алейников Юрий Владимирович

Попов Юрий Анатольевич

Прозорова Ирина Валентиновна

Прозоров Александр Андреевич

Скачать PDF