Свежие обсуждения
Идеи

Применение фотодиода в качестве датчика радиации.

1 3

Практически все любительские дозиметры и датчики радиации используют счетчик Гейгера в качестве чувствительного элемента. Автор с сайта http://www.techlib.com/area_50/enricosprojects.htm#Worlds%20Smallest применил в качестве чувствительного к радиации элемента фотодиод.
Как думаете, какие перспективы у такой конструкции? Какой фотодиод из доступных у нас можно применить?

 

Ну, если вы, Petrovich, по аглицки хорошо, то скажите, пожалуйста, что именно ловит светодиод — непосредственно излучение или там есть какой-то люминофор?

 

Про люминофор там ничего не написано. Автор рекомендует поместить диод в темный корпус, окрасив его черной краской.

 

Не знаю как ионизирующее излучение, а вот электрические наводки затвором транзистора эта конструкция будет ловить хорошо. Если поднести к работающему монитору, телевизору или проводу под сетевым напряжением переменного тока, светодиод должен показать "радиацию".
А вот зачем в этой конструкции фотодиод, да еще в непрозрачном корпусе??? Думаю его с успехом можно заменить кусочком провода к затвору транзистора, сам же фотодиод скорее всего работает как конденсатор, немного снижая чувствительность девайса к помехам (чтоб не светилось все время и везде). Так что измерить емкость перехода фотодиода, и запаять вместо фотодиода конденсатор.
Конструкция не для измерения радиации, а для приколов:
"Смотрите, и провод фонит и монитор фонит, и с розетки фонит!" Главное, что работает, а какое излучение меряет, разве это так важно.

 

Папа Карло: ... непосредственно излучение или там есть какой-то люминофор?

А зачем дозиметру люминофор? Он должен энергетичные частицы ловить и считать, а не преобразовывать их в видимый свет. Полупроводник (п/п) по своим свойствам вполне подходит для датчика дозиметра. Попадая в п/п энергичная частица рождает в кристалле свободные носители заряда, которые могут быть легко обнаружены. Поэтому использование фотодиода в качестве датчика вполне возможно. Можно использовать для этой цели любой обратносмещённый p-n-переход, но у фотодиода уже имеется оптическое окно, через которое радиация проникает лучше, чем через металличесий корпус. А замазывают его для предотвращения влияния обычного оптического излучения.
Вполне здравое и рабочее решение! И обратите внимание, что автор абсолютно правильно использовал в качестве датчика p-i-n-диод. У этого диода ширина электрического перехода (обеднённой i-области) значительно больше, чем у обычных диодов. За счёт этого и чувствительность к радиации существенно выше.

 

Ну если ВиНи сказал да, то скорее всего та оно и есть. Я же постом выше высказал только свое предположение, которое не обязательно должно быть истинным.
Остался не выясненным один вопрос, какой тип фотодиода установлен в конструкции автора, и чем его можно заменить из доступного на нашей территории?
Я первый раз встречаю термин p-i-n фотодиод.
p-i-n диод и его назначение знаю, и фотодиод тоже знаю.

ВиНи, Вы пробовали фотодиодом частицы ловить, или только теорию высказали?

 

Нашел пин фотодиоды в интернете, это очень высокочастотные приборы, а цена...ууу...
http://www.qphotonics.com/home.php?cat=30&gclid=COb4gJqEi5gCFQtNtAodezVcDA
Вполне допускаю, что такой фотодиод сможет ловить частицы.
Я же в первом моем сообщении говорил про обычный фотодиот, от дистаноционных устройств бытовых аппаратов.

 

Частицы ловить не пробовал, но достоверно знаю, что фотодиоды с p-i-n-структурой обладают наибольшей чувствительностью к излучению. Они используются для обнаружения и ИК-излучения, и даже субмиллиметрового излучения при охлаждении кристалла. Конечно материал используется соответствующий (узкозонные полупроводники). Читал и о том, что они используются, как датчики радиоактивного излучения. Это не только теория. В журналах много экспериментальных работ на эту тему.

 

Верно завещал Ильич, учиться, учиться и еще раз учиться.
p–i–n Photodiodes
http://www.rp-photonics.com/p_i_n_photodiodes.html

Для поиска типов пин фотодиодов, заходим сюда http://www.alldatasheet.com/ и в правом поле для поиска (Description) вводим текст: PIN photodiode

И еще, по-английски не читал, коробочка девайса должна быть экранирована, дырочка только на против пин фотодиода, в таком случае устройство не будет ловить электрические наводки.

А англоязычные молодцы, пишут PIN и никаких черточек не то что наши: p-i-n

 

Какую радиацию собрались ловить?

Если альфа частицы, то ничего не получится, поскольку пробег таких частиц в воздухе составляет несколько сантиметров, а любая стенка будет их задерживать.
Даже если удалите корпус прибора, то альфа частицы все равно застрянут в p- , либо в n- зоне прибора.
Фирменные п/п детекторы делают из германия, площадью в несколько кв.см (и десятков кв.см), с тонким напыленным электродом, а поверхность ничем не защищена (т.е. открытая).

Если гамма-частицы -- то тоже ничего не получится, поскольку у этих частиц очень большая проникающая способность, и чтобы они хоть как-то прореагировали с веществом, нужен большой объем (куб. сантиметры) этого вещества. У обратносмещенных диодов рабочий объем ничтожно мал (тонкая зона p-n перехода). В фирменных детекторах работает не p-n переход, а вся масса полупроводника. Для уменьшения тепловых токов (соизмеримых с импульсами, вызванными гамма-частицами) применяют охлаждение жидким азотом, либо холодильниками пельтье.

Фотодиод имеет смысл использовать только в сцинтилляционных детекторах (это где используется преобразование энергии частиц в видимое излучение с поможью специальных материалов), но чувствительность фотодиода должна быть очень большая (соизмеримой с чувствительностью ФЭУ - фотоэлектронного умножителя).