Was ist MOSFET Dosimeter – Definition

Ein elektronisches Personendosimeter ist ein modernes Dosimeter, das die kumulative Dosis und die aktuelle Dosisrate kontinuierlich ablesen und den Träger warnen kann, wenn eine bestimmte Dosisrate oder eine kumulative Dosis überschritten wird. EPDs sind besonders in Bereichen mit hohen Dosen nützlich, in denen die Verweilzeit des Trägers aufgrund von Dosisbeschränkungen begrenzt ist.

MOSFET Dosimeter

Das MOSFET-Dosimeter ist ein kleines tragbares Gerät zum Überwachen und direkten Ablesen der Strahlungsdosisleistung. Da es auf dem MOSFET-Transistor , dem Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) basiert , ist das Funktionsprinzip ähnlich wie bei Halbleiterdetektoren . MOSFET-Dosimeter werden heute als klinische Dosimeter für Strahlentherapiestrahlen eingesetzt. Ihr Hauptvorteil ist ihre physikalische Größe, die weniger als 4 mm ² beträgt . In der Strahlentherapie-Dosimetrie ersetzen MOSFET-Dosimeter häufig TLD-Dosimeter, da sie ein sofortiges Auslesen ermöglichen.

Funktionsprinzip von MOSFET-Detektoren

Die Funktionsweise von MOSFET-Detektoren ist in folgenden Punkten zusammengefasst:

• Ionisierende Strahlung tritt in das empfindliche Volumen des Detektors ein und interagiert mit dem Halbleitermaterial.
• Durch den Detektor gelangende Teilchen ionisieren die Atome des Halbleiters und erzeugen die Elektronen-Loch-Paare . Durch die einfallende Strahlung werden Elektronen-Loch-Paare im Siliziumdioxid erzeugt. Elektronen, deren Beweglichkeit in SiO ₂ bei Raumtemperatur ungefähr 4 Größenordnungen größer ist als die von Löchern, bewegen sich schnell aus der Gate-Elektrode heraus, während sich Löcher stochastisch in Richtung der Si / SiO ₂ -Schnittstelle bewegen , wo sie an Langzeitstellen gefangen werden. Dies führt zu einer negativen Schwellenspannungsverschiebung (∆V _TH ), die jahrelang anhalten kann.
• Der Unterschied in der Spannungsverschiebung vor und nach der Exposition kann gemessen werden und ist proportional zur Dosis.

Vor- und Nachteile elektronischer Personendosimeter

Vorteile

• EPDs können die ermittelte Dosis und Dosisleistung direkt in Echtzeit anzeigen.
• EPDs verfügen über einen Dosisleistungsalarm und einen Dosisleistungsalarm, der den Träger warnen kann, wenn eine bestimmte Dosisleistung oder eine kumulative Dosis überschritten wird.
• Das Dosimeter kann zurückgesetzt werden, in der Regel nach einer Messung zu Aufzeichnungszwecken, und dadurch mehrmals wiederverwendet werden.
• EPDs sind in der Lage, einen weiten Strahlungsdosisbereich von Routinepegeln (μSv) bis zu Notfallpegeln (Hunderte mSv oder Einheiten von Sieverts) mit hoher Präzision zu messen

Nachteile

• EPDs sind im Allgemeinen die teuersten Dosimeter.
• EPDs sind im Allgemeinen groß.
• EPDs werden verwendet, um die Strahlenexposition aufgrund von Gammastrahlen, Röntgenstrahlen und manchmal Betateilchen zu messen und aufzuzeichnen. Für Neutronen sind TLDs leistungsfähiger.