طراحی و ساخت دستگاه اندازه‌گیری دز پرتوهای گاما با استفاده از ترانزیستورهای ماسفت براساس جابه‌جایی ولتاژ آستانه

یکی از مسائل بسیار مهم در تاسیسات پرتودهی و ماموریت‌های فضایی، تعیین دز حاصل از ذرات یونیزان موجود در محیط پرتویی است. دزیمترهای ماسفت از جمله ابزارهای اندازه‌گیری دز در این محیط‌ها می‌باشند که علاوه‌بر حساسیت بسیار بالا نسبت به پرتو، قابلیت تحمل شار بالایی از ذرات را نیز دارند. این ابزار هم‌چنین دارای حجم کوچک، توان مصرفی پایین و قابلیت اطمینان بالا هستند. هدف از این کار، طراحی و ساخت یک سامانه دزیمتر پرتویی ماسفت براساس تغییرات ولتاژ آستانه ترازیستور می‌باشد. کالیبراسیون پرتویی این سامانه با پرتودهی ماسفت‌ها در دزهای مختلف (از 5 تا gy 100) در آزمایشگاه استاندارد ثانویه ssdl، سازمان انرژی اتمی، کرج انجام گرفت. وابستگی دمایی این ترانزیستورها نیز با توجه به ضریب تغییرات دمایی در تمامی این اندازه‌گیری‌ها لحاظ شد. نتایج نشان می‌دهد، پاسخ این ماسفت‌ها به دز پرتویی مختلف تقریباً به‌صورت خطی بوده و دارای حساسیتی در حدود 1 تا mv/gy 6 است که می‌توان بسته به محیط پرتوی و ابعاد مورد نیاز این ماسفت‌ها از انواع مختلف آن استفاده کرد.

Design and construction of dose-measuring device using MOSFET transistors based on threshold voltage shift

One of the most important issues in radiation facilities and space missions is determining the dose of ionizing particles in the radiation environment. MOSFET dosimeters are among the tools for measuring doses in these environments, which in addition to very high sensitivity to radiation, can also withstand high flux of particles. These tools also have a small volume, low power consumption and high reliability. The purpose of this work is the design and construction of a MOSFET radiation dosimeter system based on the threshold voltage shifts. Radiation calibration of this system has been performed by irradiating MOSFETs in different doses (from 5 to 100 Gy) in the secondary standard center (SSDL) in Karaj. The temperature dependence of these transistors is also considered in all measurements according to the coefficient of temperature change. The results showed that the response of these MOSFETs to different radiation doses is almost linear and has a sensitivity of about 1 to 6 mV/Gy and depending on the radiation environment and the required dimensions of these MOSFETs, different types can be used.