Full-energy peak efficiency of Si drift and Si(Li) detectors for photons with energies above the Si K binding energy

Abstract

We studied the full-energy peak efficiency of a Si drift detector (SDD) and a Si (Li) detector (SLD) using the formalisms proposed by Seltzer [Nucl. Instrum. Meth. 188 (1981) 133] and O'Meara and Campbell [X-Ray Spectrom. 33 (2004) 146]. The respective adjustable parameters were fitted to full-energy peak efficiencies measured with certified point radioactive sources. Seltzer's model was able to reproduce the experimental data for the SDD and the SLD in the 6-40 keV and 6-100 keV energy ranges, respectively. In turn, O'Meara and Campbell's formula also performed well for the SDD between 6 and 40 keV and proved to fit satisfactorily in the energy interval 6-60 keV for the SLD.

Detetores semicondutores de fótons na investigação das interações dos elétrons e fótons com a matéria

“…. 3.17 Imagem de gamagrafia do cristal de HPGe coaxial, com fonte de 60 Co, usado nos trabalhos das referências [61,8,30]. .…”

“…Por outro lado, dado que a forma e dimensão do quanto do dedo frio penetra nesse furo não é informado, estimamos que penetrava algo assim como um 40 %, que, contrariamente ao suposto, não preenche o volume todo do furo. Figura 3.17: Imagem de gamagrafia do cristal de HPGe coaxial, com fonte de 60 Co, usado nos trabalhos das referências [61,8,30].…”

“…Para isso, as fontes foram colocadas na torre de alvos (figura 3.7), na mesma posição que os alvos, dispensando qualquer correção para a posição da fonte na calibração de eficiência. Os ajustes que davam origem às formas dos dubletos ou multipletos dos raios-x dessas fontes foram realizados por funções Voigt ou Gaussianas (dependendo da resolução dos detetores) a fim de determinar as áreas dos respectivos picos [8]. As áreas experimentais dos picos de absorção total foram comparadas com as obtidas com cálculos usando os modelos de eficiência a partir de funções analíticas baseados nos trabalhos de Seltzer [81], O'Meara e Campbell [70] e simulações com o código PENELOPE [76], Barros, et al [8] e Maidana, et al [60] .…”

“…Nos detetores planares, Si(Li) ou SDD, dada a pequena espessura ou tamanho em geral, a contribuição das colisões Compton para a resposta é dominada por processos em que há uma única interação, razão pela qual é possível construir expressões analíticas que fornecem a eficiência de detecção e a função resposta, ao contrário das que tratam fótons com energia maior e cristais com maior volume. Nossas publicações acerca da escolha e teste dessas expressões analíticas nessa faixa de energias [60,20,30,8] serão detalhadas a seguir.…”

“…Estes processos dependem da atividade da fonte, do arranjo experimental e do esquema de decaimento do nuclídeo medido, que podem chegar a ser muito significativos quando se posiciona a fonte de calibração perto do detetor. Há vários métodos, analíticos e empíricos, que consideram esses efeitos e se aplicam também a outros tipos de detetores [23,26,72,8]. O código Monte Carlo desenvolvido por Sima e Arnold leva em conta correções para auto-atenuação e efeitos de soma e coincidência, fornecendo um bom ajuste, mas só para o pico de absorção total de energia [85].…”