2.4 Festkörperdetektoren

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Wird die Bestrahlung beendet, so werden natürlich keine neuen Ladungsträger mehr erzeugt. Die
Zahl der im Leitungsband verbleibenden Elektronen verringert sich dann durch Rekombinationen in
unbesetzte Traps. Der Strom nimmt mit einer für die Kristallstruktur und die Trapkonzentration
typischen Zeitkonstante solange ab, bis der ursprüngliche kleine Isolationsstrom wieder erreicht ist.
Will man die Wartezeit bis zum Erreichen des Sättigungsstromes eines Detektors abkürzen, müssen
die Traps der Leitfähigkeitsdetektoren schon vor ihrer Benutzung mit Elektronen aufgefüllt werden,
also alle Traps vor Nutzungsbeginn besetzt und ständig besetzt gehalten werden. Dies geschieht in
der Praxis durch permanente Bestrahlung in einem schwachen Strahlungsfeld eines radioaktiven
Präparates, das die thermische Entleerung der Traps kompensieren soll, dem sogenannten "Pri-
ming".
Vertreter dieser Art von Leitfähigkeitsdetektoren sind die Isolatoren Kadmiumsulfid (CdS), Kad-
miumselenid (CdSe) und Diamanten. Bei ihnen stellt sich nach einer Vorbestrahlung von einigen
Sekunden bis Minuten ein zur externen Strahlungsintensität proportionaler Detektorstrom ein, der
die Ströme von reinen Ionisationsdetektoren um mehrere Zehnerpotenzen übertreffen kann. Um
ausreichende Ausbeuten zu erhalten, müssen Leitfähigkeitsdetektoren wie CdS oder CdSe aus den
oben genannten Gründen allerdings ständig vorbestrahlt werden. Kadmiumhaltige Leitfähigkeitsde-
tektoren zeigen wegen ihrer hohen Ordnungszahl eine ausgeprägte Energieabhängigkeit ihrer Emp-
findlichkeit, die im wesentlichen von der Energieabhängigkeit der Energieabsorptionskoeffizienten
herrührt. Diamantdetektoren werden entweder aus Bruchstücken natürlicher Diamanten oder aus
künstlich erzeugten Industriediamanten hergestellt. Sie haben den Vorteil, daß sie wegen ihrer nied-
rigen Ordnungszahl (Diamanten sind reiner Kohlenstoff) weitgehend äquivalent zu menschlichem
Weichteilgewebe sind und ihr Ansprechvermögen nur wenig von der Strahlungsenergie abhängt.
Natürliche Diamanten enthalten u. a. Verunreinigungen aus Stickstoff und Sauerstoff, die für die
Trapbildung zuständig sind. Künstliche Diamanten werden gezielt mit solchen Substanzen verun-
reinigt, um das erwünschte lineare Verhalten bei der Bestrahlung zu erreichen. Bei der Produktion
eignen sich nur etwa 0.3% aller Diamanten als Leitfähigkeitsdetektoren, eine Tatsache, die selbst-
verständlich Auswirkungen auf die Preisgestaltung kommerzieller Diamantdetektoren hat.
2.4.4 Lumineszenzdetektoren
Die in Festkörpern bei Bestrahlung stattfindende Erzeugung von Elektron-Loch-Zuständen und Ex-
zitonen und die bei deren Rekombination in Aktivatorzuständen entstehende Fluoreszenz kann zum
qualitativen und quantitativen Strahlungsnachweis verwendet werden. Wegen der Entstehung der
prompten Lichtblitze werden solche Festkörper Szintillatoren genannt. Typische Vertreter dieser