detectormateriaal

Detectormateriaal is het materiaal waaruit een detector is opgebouwd en dat de interactie met straling of deeltjes omzet in een meetbaar signaal, bijvoorbeeld in de vorm van elektronenstromen of lichtpulsen. Het materiaal bepaalt onder meer hoe vaak straling wordt geabsorbeerd en hoe scherp de energieresolutie is.

Er zijn verschillende hoofdtypen detectormateriaal. Gasgevulde detectors gebruiken een gasmengsel (vaak argon, helium of neon met een quencher) waarin ionisatie door straling elektronen en positieve ionen produceert. Dit gebeurt in ionisatiekamers, proportionele tellers en Geiger–M Müller-tubes. Ze zijn robuust en relatief goedkoop, maar hebben doorgaans beperkte energieresolutie.

Vastestofdetectors maken gebruik van halfgeleiders zoals silicium (Si) of germanium (Ge). Siliciumdetectors zijn veelgebruikte middelgrote-resolutie-detectors voor geladen deeltjes en worden vaak bij kamertemperatuur toegepast. Geiger Ge-detectors en hoogresolutie gamma-spectrometriedetectie vereisen echter koeling; Ge-detectiesystemen bieden uitstekende energieresolutie. Ook cadmiumtelluride (CdTe) en cadmiumzinktellurie (CdZnTe) gedraagt zich als rom-temperature halfgeleider en wordt gebruikt voor compacte, room-temperature detectie.

Scintillatoren bestaan uit materialen die stralingsenergie omzetten in lichtknipjes, die vervolgens door fotodetectoren worden omgezet in een elektrisch signaal. Voorbeelden zijn NaI(Tl), CsI(Tl), BGO en LSO/LYSO. Scintillatoren combineren vaak hoge dichtheid en hoge lichtopbrengst met snelle tijdrespons, wat ze geschikt maakt voor gamma-detectie in medische beeldvorming en high-energy physics.

Toepassingen en ontwerpkeuzes hangen af van gewenste energie-resolutie, detectie-efficiëntie, omgevingstemperatuur, kosten en stralingsbestendigheid. Belangrijke overwegingen zijn materiaalzuiverheid, kristalgroei en maximale dosis.