Разработка кремниевых детекторов и электронных блоков для радиометра альфа-, бетаи гамма-излучения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Спектрометрия ядерного излучения с помощью полупроводниковых детекторов (ППД) зародилась в начале 1960-х гг. Из всех задач спектрометрии ядерного излучения наиболее актуальным является создание специализированных приборов для научных исследований и экспериментов. С совершенствованием технологии изготовления ППД, появляются новые возможности улучшения эксплуатационных параметров ППД, расширяется круг решаемых с их помощью задач. В статье приводится описание специальной технологии изготовления кремниевого детектора с большой чувствительной областью и рабочим объемом, а также радиометров на их основе. Разработанная технология изготовления детекторов, обеспечивает минимальную толщину «входных» и «выходных» окон, что важно для измерения низкоэнергетических частиц и позволяет проводить измерения в 2π-геометрии. В мировой практике такие детекторы используются мало. В работе представлена структура и блок-схема разработанного радиометрического устройства на основе детекторов больших размеров для экспрессного измерения низкоинтенсивного излучения радиоактивных элементов. Детекторы разрабатываются с учетом планируемых физических экспериментов и изготавливаются под определенные типы радиометров для выполнения конкретной задачи. Разработанное устройство предназначено для измерения объемной активности альфа излучения радона и активности бета- и гамма-излучений естественных изотопов (238U, 234U, 232Th, 226Ra, 222Rn, 218Po, 214Bi и т.д.) в различных средах. Прибор мобильный, компактный и безопасный, и может использоваться как в полевых условиях, так и стационарно. В статье представлены результаты исследования активностей альфа-, бета- и гамма-излучений почвенного воздуха из скважины глубиной 1,5 м на территории одной из предгорных районов республики. Измерения проводятся в режиме реального времени, онлайн и данные отображаются на мониторе компьютера.

Об авторах

Сали Аширович Раджапов

Физико-технический институт Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан

Email: rsafti@mail.ru
доктор физико-математических наук; главный научный сотрудник лаборатории полупроводниковых высокочувствительных датчиков Ташкент, Республика Узбекистан

Кувондик Мирзанович Нурбоев

Навоийское отделение Академии наук Республики Узбекистан

Email: navoiy@academy.uz
кандидат физико-математических наук; заместитель директора по науке Ташкент, Республика Узбекистан

Фануза Галлиевна Муллагалиева

Физико-технический институт Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан

Email: fmullagalieva@mail.ru
0000-0001-6383-3171 Ташкент, Республика Узбекистан

Марс Ахмедович Зуфаров

Физико-технический институт Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан

Email: marsuz@mail.ru
старший научный сотрудник Ташкент, Республика Узбекистан

Бекжан Салиевич Раджапов

Физико-технический институт Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан

Email: ftibekjan@gmail.com
докторант Ташкент, Республика Узбекистан

Камолиддин Эштурсунович Эргашев

Физико-технический институт Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан

Email: eke@astrin.uz
младший научный сотрудник Ташкент, Республика Узбекистан

Список литературы

  1. Муминов Р.А., Раджапов С.А., Тошмуродов Ё.К., Раджапов Б.С. Детекторы рентгеновского и гамма излучения на основе Al-nGe-pSi-Au структуры // Computational Nanotechnology. 2017. № 3. С. 27-28.
  2. Муминов Р.А., Раджапов С.А., Муллагалиева Ф.Г. и др. Разработка высокочувствительного детектора большого размера на основе гетероструктур α-Si-p-i-n для радонометров // Атомная энергия. 2021. Т. 131. № 6. С. 344-346.
  3. Радиологическая защита от облучения радоном. М.: ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России, 2015.
  4. Крисюк Э.М. Уровни и последствия облучения населения. Около 90% дозы ингаляционного облучения обусловлено вдыханием дочерних продуктов изотопов радона, находящихся в воздухе помещений и атмосферном воздухе // АНРИ. 2002. № 1 (28). С. 4-12.
  5. Карпин В.А., Кострюкова Н.К., Гудков А.Б. Радиационное воздействие на человека радона и его дочерних продуктов // Гигиена и санитария. 2005. № 4. С. 13-17.
  6. Трифонова Т.А., Ширкин Л.А. Оценка радиационной опасности от радонового облучения в помещениях городских зданий // Безопасность жизнедеятельности. 2004. № 5. С. 43-48.
  7. Яфасов А.Я. Si(Li)-р-i-n-детекторы площадью 60 см2 // Атомная энергия. 1986. № 2. С. 62-66.
  8. Дирнли Дж., Нортрон Д. Полупроводниковые счетчики ядерных излучений. М.: Мир, 1966. С. 17, 76-77.
  9. Азимов С.А., Муминов Р.А., Яфасов А.Я. В сб. ст.: Динамические характеристики неоднородных полупроводниковых структур. Ташкент: ФАН, 1975. С. 58-101.
  10. Раджапов С.А., Рахимов Р.Х., Раджапов Б.С., Зуфаров М.А. Кремний-литиевые ΔΕ-детекторы альфа излучения для радиометра // Computational Nanotechnology. 2019. № 2. С. 157-159.
  11. Muminov R.A., Radzhapov S.A., Saimbetov A.K. Developing Si(Li) nuclear radiation detectors by pulsed electric field treatment // Technical Physics Letters. 2009. Vol. 35. No. 8. Pp. 768-769.
  12. Раджапов С.А., Рахимов Р.Х., Раджапов Б.С. и др. Разработка радиометра на основе кремниевых детекторов с большой чувствительной площадью // Computational Nanotechnology. 2019. № 1. С. 65-68.
  13. Kuttybay N.B., Muminov R.A., Nurgaliyev M.K. et al. Physical features of double sided diffusion of lithium into silicon for large size detectors // Journal of Nano- and Electronic Physics. 2019. Vol. 11. No. 2. P. 02031 (4Pp).
  14. Раджапов С.А., Раджапов Б.С., Рахимов Р.Х. Особенности технология изготовление кремниевых поверхностно-барьерных детекторов большой чувствительной рабочей площадью для измерения активности естественных изотопов // Computational Nanotechnology. 2018. № 1. С. 151-154.
  15. Раджапов С.А., Рахимов Р.Х., Раджапов Б.С., Зуфаров М.А. Расчет этапов технологического процесса изготовления ППД-детекторов с использованием компьютерного математического моделирования и изготовление альфа радиометра на их основе // Computational Nanotechnology. 2020. Т. 7. № 2. C. 21-28. doi: 10.33693/2313-223X-2020-7-2-21-28.
  16. Полезная модель RU 120 783 U1, G01T 1/67. Устройство для радиометрического анализа проб почвенного воздуха / Андреев А.И., Чекунаев В.В. 27.09.2012.
  17. Патент РУз № IАР 04882. Устройства для измерения объемной активности радона в воздухе / Муминов Р.А., Раджапов С.А., Лутпуллаев С.Л. Пиндюрин Ю.С., Хусамидинов С.С., Юткин С.В.
  18. Полезная модель РУз № FA 20210216. Устройство для измерения объемной активности радона в воздухе, воде и почве / Муминов Р.А., Раджапов С.А., Раджапов Б.С.
  19. Muminov R.A., Radzhapov S.A., Mullagalieva F.A. et al. Development of high-efficiency silicon detectors and electronic components for radiometer of alpha radiation // Instruments and Experimental Techniques. 2021. Vol. 64. No. 3. Рp. 444-449.
  20. Раджапов Б.С., Эргашев К.Е. Программа для микроконтроллера радиометра радона и радия. Свидетельство на программные продукты РУз № DGU 20180983 от 06.12.2018.
  21. Яфасов А.Я., Яфасов А.А. Радоновые поля на территории Центральной Азии // АНРИ. 2003. № 3 (34). С. 13-17.
  22. Яфасов А.Я., Акимов В.А., Муллагалиева Ф.Г. Влияние тектонических аномалий на поведение радона в окружающей среде // Материалы конференции «Радон-2000», Пущино, 17-20 апреля 2000 г. С. 18-20.
  23. Бобонаров Н.С., Гольдштейн Р.И., Макаров П.В. Проблемы радоноопасности городов, расположенных в предгорных районах Узбекистана // АНРИ. 1996/97. № 3 (9). С. 92-96.
  24. Микляев П.С., Зиангиров Р.С., Петрова Т.Б. Влияние особенностей геологической среды на радоноопасность в городах // Город и геологические опасности: материалы междунар. конф., 17-21 апр. 2006. В 2 ч. СПб.: ВНИИГ. 2006. С. 247-252.
  25. Yafasov A.Ya., En Z., Akimov V.A. Variations radon concentration in Tashkent subway stations // Proc. of the Third Intern. Conf. “Modern Problems of Nuclear Physics”. Bukhara, 23-27 August 1999. Pp. 226-227.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».