2.4 Festkörperdetektoren

2.7 Kalorimeter, Lyolumineszenz- und Exoelektronendetektoren 207
sogenannten Exoelektronen. Da die bei thermischer Anregung auf den Festkörper übertragene
Energie nicht ausreicht, die Exoelektronenenergien von einigen eV zu erklären, muß deren Bewe-
gungsenergie der bei der Strahlenexposition im Kristall gespeicherten Energie entstammen. Exoe-
lektronen könnten z. B. nach einer Anregung energetisch hochliegender Elektronenzustände (z. B.
Traps) in das Leitungsband entstehen, wenn die bei der Rekombination freiwerdende Energie direkt
auf andere schwach gebundene Elektronen übertragen und nicht wie z. B. bei den TLDs in Form
elektromagnetischer Strahlung emittiert wird (Augereffekt). Die übertragene Energie muß ausrei-
chen, um die Austrittsarbeit der Elektronen aus der Kristalloberfläche aufzubringen. Exoelektronen
entstammen den oberflächennahen Schichten des Festkörpers. Elektronen aus größeren Tiefen als
etwa 10 -6 m können den Festkörper wegen ihrer geringen Energie dagegen nicht verlassen. Beim
praktischen Exoelektronennachweis muß daher besonders darauf geachtet werden, daß weder ab-
sorbierende Materialien noch irgendwelche Sperrpotentiale (Gegenspannungen) den Elektronenaus-
tritt verhindern. Exoelektronen werden mit Auslöse- oder Proportionalzählern mit dünnen Eintritts-
fenstern oder mit offenen Photomultipliern nachgewiesen. Als Meßsignal dient entweder der Zahl
der einzeln nachgewiesen Elektronen oder die Messung der bei der Stimulation insgesamt emittier-
ten elektrischen Ladung.
Typische Materialien sind die auch für die Thermolumineszenzdosimetrie eingesetzten kristallinen
Verbindungen BeO, LiF, CaSO4 und Al2O3 sowie einige Alkalihalogenide. Sie werden auf dünnen
Schichten aus Filmfolien oder Papier aufgetragen. Die Exoelektronendosimetrie kann für Dosen
zwischen 10 nGy bis 10 5 Gy verwendet werden, die Strahlungsausbeuten sind jedoch stark vom
LET abhängig. Denkbare Einsatzbereiche sind die Personendosimetrie und die Messung von Ober-
flächendosen in der Mikrodosimetrie. Exoelektronendetektoren sind bisher nicht kommerziell ver-
fügbar.