Dosimetria de altas doses de raios gama e el??trons com diodos de Si resistentes a danos de radia????o

• Autor(a) principal: PASCOALINO, KELLY C. da S.
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Tese
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10634
• topic: dosimetry; gamma radiation; cobalt 60; electron beams; si semiconductor detectors; silicon diodes; radiation hazards; sensitivity

Neste trabalho foram avaliadas as principais caracter??sticas dosim??tricas de diodos crescidos pelos m??todos de Fus??o Zonal (FZ) e Czochralski magn??tico (MCz), resistentes a danos de radia????o, quando aplicados em dosimetria de processos de irradia????o industrial com el??trons (1,5 MeV) e raios gama (60Co). O sistema dosim??trico proposto baseia-se no registro de valores de correntes el??tricas geradas nos diodos devido ?? passagem da radia????o ionizante. A uniformidade de resposta de um lote de dispositivos foi analisada para os diodos FZ do tipo n irradiados com raios gama. Para uma dose de at?? 5 kGy obteve-se um coeficiente de varia????o de 1,25% dos valores de corrente el??trica registrados. A queda da sensibilidade dos diodos com o ac??mulo de dose (Total Ionizing Dose TID) foi observada, de acordo com o esperado, para ambos os diodos FZ e MCz, sendo mais acentuada para dispositivos do tipo n ou com resistividade menor, quando irradiados com raios gama. Nos procedimentos de irradia????o com el??trons foram utilizados dois prot??tipos de sonda dosim??trica, sendo que um deles foi projetado para evitar a deteriora????o dos contatos el??tricos e da metaliza????o dos diodos, fen??meno observado durante o desenvolvimento do projeto. A queda da sensibilidade dos diodos FZ e MCz pr??-irradiados foi de aproximadamente 10% e 40%, respectivamente, durante os procedimentos de irradia????o com el??trons para uma dose acumulada total de 1,25 MGy. A influ??ncia dos danos causados por esse tipo de radia????o nas propriedades el??tricas dos diodos FZ e MCz foi avaliada por meio das medi????es de corrente de fuga e da capacit??ncia em fun????o da tens??o de polariza????o. A corrente de fuga, que aumenta com a dose de radia????o acumulada, n??o contribui significativamente para a forma????o do sinal de corrente durante a irradia????o, uma vez que os diodos s??o operados no modo fotovoltaico, ou seja, sem tens??o de polariza????o. Para o diodo MCz n??o foram observadas altera????es significativas dos valores de tens??o de deple????o total, evidenciando sua maior toler??ncia aos danos induzidos pela radia????o, como esperado. Como durante os procedimentos de irradia????o com el??trons h?? uma varia????o acentuada dos valores de temperatura, a influ??ncia deste par??metro para as medi????es de corrente el??trica foi avaliada por meio da extrapola????o dos valores de corrente de fuga at?? 35??C. A contribui????o da corrente de fuga para a corrente induzida pela radia????o, devido ao aumento da temperatura, n??o ultrapassa 0,1% para os diodos FZ e MCz. A influ??ncia do tipo de radia????o, el??trons ou raios gama, na pr??-dose dos diodos foi avaliada para o dispositivo FZ do tipo n e observou-se que a pr??-irradia????o com el??trons ?? mais eficiente no tocante ?? queda da sensibilidade dos dispositivos. Os resultados apresentados neste trabalho indicam a potencialidade da aplica????o dos diodos FZ e MCz como dos??metros em processos de irradia????o de rotina com raios gama e el??trons. Vale ressaltar que a vantagem do sistema proposto reside na possibilidade de acompanhamento em tempo real dos processos envolvidos, sobretudo para el??trons, permitindo a monitora????o dos par??metros dos aceleradores, tais como velocidade de esteira e corrente el??trica de feixe.