امكان سنجي بكارگيري عناصر نيمه هادي از نوع PIN به منظور دزيمتري پرتوهاي ايكس تشخيصي

Feasibility study of using PIN semiconductors for diagnostic X-ray radiation dosimetry

يكي از نيازهاي اساسي جهت انجام اقدامات لازم براي جلوگيري از خطرات ناشي از تابشهايي كه واقعا ضرروي نيستند و تعداد زيادي از مردم را در بر ميگيرد دانستن ميزان دز بيماران در طول آزمايشات راديولوژي است. بدين منظور در سالهاي اخير مطالعات گسـترده و رو بـه رشـدي جهت ساخت آشكارسازها با استفاده از عناصر نيمه هادي انجام گرفته است. از آنجا كه اين عناصر داراي قيمت كم و ابعاد كوچك است و بوسيله آن ها ميتوان اطلاعات مربوط به دز دريافتي را در لحظه و بدون هيچ صرف وقتي بدست آورد بسيار مورد توجه است. هدف از انجام اين مطالعه، طراحي و امكان سنجي ساخت يك دزيمتر با استفاده از عناصر نيمه هادي براي دزيمتري پرتوهاي ايكس تشخيصي است. در اين طرح ديود سيليكوني PINمورد استفاده قرار گرفت و يك مدار پايه به منظور آشكارسازي پرتوهاي ايكس تشخيصي طراحي و اجـرا گرديد. جهت تعيين ارتباط منطقي بين رفتار الكترونيكي سنسور PINو پارامترهاي مشخصه پرتو ايكس ،(KV,mA,S )مدار ساخته شده در كنار يك دزيمتر يونيزاسيون كاليبره شده و به طور همزمان تحت تابش پرتوهاي ايكس تشخيصي با انرژي و شدتهاي متفاوت قرار گرفت. در نهايت سيگنال بهدست آمده توسط مدار ساخته شده با مقادير دز دريافتيِ ثبت شده توسط دزيمتر يونيزاسيون، مقايسه گرديد. نتايج بدست آمده از بررسي رفتار دو دزيمتر بهطور همزمان نشان ميدهد كه پاسخ دزيمتر طراحي شده در زمانهاي مختلف تابش به صورت تقريباً خطي ميباشد در حاليكه پاسخ آن در ولتاژهاي پايين بصورت خطي و در ولتاژهاي بالا ارتباط مشخص و خطي ندارد. به نظر ميرسد كه فوتوديود مورد استفاده، با توجه به در دسترس بودن، قيمت پايين و دادن پاسخ به صورت در لحظه، ميتواند به عنوان يك دزيمتر به منظور اندازهگيري مقادير دز پرتوهـاي ايكـس تشخيصي در انرژيهاي پايين مورد استفاده قرار گيرد.

Knowing patient exact dose during radiological activities is considered as one of the main principles to decrease radiation-induced dangers which are not really necessary and affect a great deal of people. In this respect, in recent years many extensive studies have been done on types of photodiodes and production of X-ray detectors using semiconductor elements. Since these elements are not very expensive and are too small in size and we can gain information of received dose immediately and without wasting time, they are mostly used. We aim to design a dosimeter using semiconductor elements for X-ray diagnostic radiation dosimetry. We used a typical silicon diode. Also, a stable circuit was applied to detect diagnostic X-ray radiations. To determine logical correlation between the electronic behavior of PIN sensor and specific parameters of X-ray (KV, mA.S), the designed circuit and calibrated ionization dosimeter were simultaneously irradiated by the diagnostic X-ray radiation with different energies and intensities. Finally, signal behavior was converted to digital amounts by the designed circuit. The amounts were then compared with received dose as recorded by ionization dosimetry. Results of the designed dosimetry behavior and ionization dosimetry simultaneously showed that the designed dosimetry responses are rather linear in different radiations whereas responses of the dosimetry under study is linear in low voltages while in high voltages no specific linear relation was found. It seems that used photodiode due to its availability, and low cost can be used as a dosimeter to measure diagnostic x-ray radiations in low energies.