Лыткарино 2010

СТОЙКОСТЬ-2010

Уникальные свойства алмазаУникальные свойства алмаза

Плотность, г/см3 ................................................................................3.51Ширина запрещенной зоны, эВ ...................................................5,49Скорость дрейфа носителей зарядов (макс), см/с ……..….....107

Время жизни носителей зарядов, с ......................................10-8 - 10-11

Удельное сопротивление, Ом*см ................................................. 1016

Концентрация примесей, относ. ед. ………………..……… 10-18

Энергия образования электронно-дырочной пары, эВ ….…13,1Температура разрушения……………………………более 600оСХимическая стойкость……………………………………высокаяАтомный номер………………………………………………….6Для сравнения:-эффективный атомный номер воздуха………………………..7,5-эффективный атомный номер биоткани……………………..7,4-Атомный номер кремния………………………………………14

История вопросаИстория вопроса

• 1967 г. ФИАН СССР. Способ изготовления алмазных датчиков, работающих в счётном режиме

• 1977 г. ЮАР. Способ изготовления датчиков на основе природных полупроводниковых алмазов группы IIb.

• 1980-1992 г.г. п/я А-3904 (НИИИТ). Способ изготовления алмазных детекторов ионизирующих излучений. Расширение возможностей штатных методик.

• 2005-2010 г.г. ФГУП НИИИТ. Разработка методов повышения быстродействия, радиационной стойкости, максимальной регистрируемой мощности дозы.

Актуальность

Отсутствие полномасштабных облучательных опытов (уменьшение линейных размеров полей радиационного воздействия)

Отсутствие средств измерения, внесённых в Госреестр

4

5

Основные технические Основные технические характеристики дозиметра характеристики дозиметра

алмазного САД1Малмазного САД1М - чувствительность к гамма-излучению радиоизотопа

60Со, Кл/Р ….....................................................................от 10-11 до 10-9;

- относительная погрешность преобразования в рабочих условиях эксплуатации при доверительной вероятности Р=0,95, .............± 15;

- максимальный импульсный линейный ток на нагрузке (75 ± 3) Ом при номинальном рабочем напряжении питания и нелинейности минус 10 % не менее, А…………………………………………1;

- временное разрешение (ширина импульсной характеристики на половине высоты) при работе в пределах до максимального импульсного линейного тока, нс, не более……………………………….1,5;

- рабочее напряжение питания, В, не более ………………………….1500;

6

Основные технические Основные технические характеристики дозиметра характеристики дозиметра

алмазного САД1Малмазного САД1М - полярность напряжения питания………………положительная или отрицательная

- «темновой» ток дозиметра при рабочем напряжении в нормальных условиях, мкА, не более…………………………….0,1;

- время установления рабочего режима, минут, не более………..5;

– чувствительность изменяется не более чем на 5% после облучения электр. или фот. излучением дозой …………5*105 рад;

- габаритные размеры (без кабеля и соединителя), мм: 

- - длина………………………………………………..…17,5 ± 0,5;

- - диаметр………...………………………………..…..12,0 ± 0,5;

- масса без отрезка радиочастотного кабеля и разъёма - не более 20 г.

- - длина с кабелем и соединителем, мм………..3000 ± 50;

7

Основные технические Основные технические характеристики дозиметра характеристики дозиметра алмазного САД1Малмазного САД1М - условия применения дозиметров: 

- - температура окружающей среды, оС ……от плюс 5 до плюс 40;

- - относительная влажность при температуре 25 оС, %, не более…95;

- - атмосферное давление, мм рт. ст………………………от 650 до 780;

- - срок службы, лет, не менее………………………………………….10;

- тип кабеля……………………………...…..РК75-4-22; - тип соединительного разъёма ……….РК-75-154 ФВ.

8

Область применения дозиметра Область применения дозиметра алмазного САД1Малмазного САД1М

Дозиметр САД1М предназначен для регистрации и измерения характеристик импульсного тормозного излучения моделирующих установок типа:

- ЛИУ-30 (средняя энергия квантов 5-6 МэВ, граничная -30-35 МэВ);

- ЛИУ-10М (средняя энергия 3-4 МэВ, граничная - 15-20 МэВ);

- СТРАУС-2 (средняя энергия 0,7 МэВ, граничная - 3 МэВ); - АРГУМЕНТ-1000 (средняя энергия 0,08 МэВ, граничная -

1 МэВ); - ИЛТИ-1 (средняя энергия 0,07 МэВ, граничная - 0,6

МэВ); - Гамма-1 (средняя энергия - 0,2-0,3 МэВ, граничная -

1-2,5 МэВ); АРСА (средняя энергия - 0,3 МэВ, граничная - 1 МэВ).

9

Энергетическая зависимость Энергетическая зависимость чувствительности базовой конструкции чувствительности базовой конструкции

дозиметра алмазного САД1Мдозиметра алмазного САД1М

10

СхемаСхема включения САД1М по включения САД1М по стандартной методике измерений стандартной методике измерений

11

Импульсная характеристика Импульсная характеристика измерительного канала. Первичный измерительного канала. Первичный

преобразователь – ЦФ.преобразователь – ЦФ. tt0,50,5 = =0,50 нс.0,50 нс.

12

Импульсная характеристика Импульсная характеристика измерительного канала с дозиметром измерительного канала с дозиметром

САД1М.САД1М. t t0,50,5 = =0,60 нс;0,60 нс; S Sд д = 0,15 нКл/сГр= 0,15 нКл/сГр

13

Импульсная характеристика Импульсная характеристика измерительного канала с дозиметром измерительного канала с дозиметром

САД1М.САД1М. t t0,50,5 =1 =1,4 нс;,4 нс; S Sд д = 2,9 нКл/сГр= 2,9 нКл/сГр

14

Результат выполнения ОКРРезультат выполнения ОКР

В октябре 2009 г. дозиметру присвоен статус средства измерения

(свидетельство об утверждении типа средства измерения RU.C.38.046.A

№36389), прибор зарегистрирован в

Государственном реестре средств измерений под №41388-09 и допущен к

применению в Российской Федерации.

15

Некоторые перспективные Некоторые перспективные направления алмазного направления алмазного детекторостроения детекторостроения 1 июля 2010 г. начинается ОКР «Разработка

дозиметра алмазного для измерений параметров импульсного тормозного излучения ТАД5». Целью выполнения ОКР является разработка дозиметра алмазного для измерений параметров импульсного тормозного излучения с максимальной мощностью дозы в импульсе 1010 Гр/с , выпуск опытных образцов и проведения испытаний для целей утверждения типа средства измерения.

Планируемый срок окончания ОКР- 3 квартал 2012 г.

16

Некоторые перспективные Некоторые перспективные направления алмазного направления алмазного детекторостроения детекторостроения В 2007 г. в ФГУП НИИИТ была

завершена НИР в ходе которой был разработан макет измерительного канала «Сцинтиллирующий алмаз-световод-фотоприёмное устройство» и показана возможность регистрации импульсного тормозного излучения с максимальной мощностью дозы в импульсе до 1011 Гр/с с временным разрешением менее 1 нс.

17

Некоторые перспективные Некоторые перспективные направления алмазного направления алмазного

детекторостроения детекторостроения Разработка малогабаритного комплекса контроля уровня нагружения при испытаниях комплектующих и аппаратуры на стойкость к воздействию специальных факторов, включающий в себя алмазные токовые и оптические датчики , со следующими характеристиками:

- количество датчиков (электрических-3, оптических-3);- динамический диапазон регистрации мощности

поглощённой дозы, не менее……………………………. 105;- максимальная регистрируемая мощность дозы, Гр/с..…………………………………………. 1012;- диапазон регистрируемых длительностей импульса, нс ………………………………………………………

3÷500.

18

Некоторые перспективные Некоторые перспективные направления алмазного направления алмазного

детекторостроения детекторостроения Разработка малогабаритного датчика,

обеспечивающего регистрацию воздействия с фронтом нарастания

t0,1-0,9~ 10-12 с,

характеризующегося объёмом не более

10-2 см3 ,

массой не более 1г,

потребляемой мощностью в ждущем режиме –

не более 10-6 ВхА;

19

Спасибо за внимание!Спасибо за внимание!