用于薄膜CdTe辐射探测器信号增强的电子背散射研究

我们研究了通过两种途径增加穿过CdTe薄膜的电子注量从而提升探测信号的可能性：在探测器表面背面添加高Z金属层，以及在探测器层顶部添加低Z材料以使其背散射电子返回。我们考察了不同厚度的铜（Cu）和铅（Pb）层作为潜在金属背反射层，并尝试将PMMA作为多层探测器结构中的顶部覆盖层。首先使用蒙特卡洛（MC）辐射输运程序包MCNP5在Varian 6MV下对基本多层结构建模，随后通过添加Cu和Pb进行修正，以分析信号增强程度及次级电子注量谱的变化。随后利用EGSnrc针对电子源计算背散射系数。建立解析函数以表示对模拟数据的最佳拟合曲线。最后，将电子背散射数据与信号增强相关联。研究发现，在探测器灵敏体积下方添加金属膜可增加反射电子比例，尤其在低能区，使用Cu和Pb分别使能量沉积增加约10%和75%。我们还确立了半导体层中的能量沉积与相应多层结构中背散射电子注量之间的线性依赖关系。厚度为数十微米的低Z顶层由于部分电子反射回半导体层而具有积极作用。利用来自金属反射层的电子背散射可实现薄膜CdTe辐射探测器的信号增强。此处探索的方法学值得进一步研究，以量化各种薄膜及其他小灵敏体积探测器可实现的信号增强。