npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562922010353npe-269Research ArticleМатематическое моделирование в ядерных технологияхMathematical Modeling in Nuclear TechnologiesСобственное энергетическое разрешение сцинтилляционного детектораIntrinsic Energy Resolution of a Scintillation DetectorСамедовВ. В.SamedovV. V.

Москва, 115409

Moscow, 115409

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian Federation202204052024134335343Copyright © Самедов В.В., 20242024Самедов В.В.Samedov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/269

В настоящее время собственное энергетическое разрешение сцинтилляционного детектора понимается многими авторами по-разному. Существующие формулы для энергетического разрешения, различаются не только названиями, но также и физическим смыслом учитываемых ими процессов. Главный недостаток всех существующих теорий сцинтилляционных спектрометров заключается в необоснованном введении различных членов в формулу для энергетического разрешения, без их связи с конкретными характеристиками сцинтилляционного детектора, что не позволяет корректно определить собственное энергетическое разрешение сцинтилляционного детектора. Собственное энергетическое разрешение сцинтилляционного детектора наиболее правильно определить как тот неустранимый предел, который может быть достигнут, когда все параметры детектора достигают своих предельных значений и их флуктуации отсутствуют. На основании микроскопической стандартной теории сцинтилляционных детекторов показано, что собственное энергетическое разрешение будет определяться нелинейностью световыхода, и флуктуациями числа электронно-дырочных пар.

At present, the intrinsic energy resolution of a scintillation detector is understood by many authors in different ways. The existing formulas for energy resolution differ not only in names, but also in the physical meaning of the processes they take into account. The main drawback of all these theories of scintillation spectrometers is the unjustified introduction of different terms into the formula for the energy resolution without considering their connection with the specific characteristics of the scintillation detector. The intrinsic energy resolution of a scintillation detector is most correctly defined as the unavoidable limit that can be reached when all the parameters of the detector reach their limiting values without their fluctuations. On the basis of the microscopic standard theory of scintillation detectors, it is shown that the intrinsic energy resolution is determined by the light yield nonlinearity and fluctuations in the number of electron–hole pairs.

сцинтилляционный детекторфотодетекторэнергетическое разрешениесобственное энергетическое разрешениесветовыходсветосборнелинейность световыходафактор Фаноscintillation detectorphotodetectorenergy resolutionintrinsic energy resolutionlight yieldlight collectionlight yield nonlinearityFano factorReferencesDorenbos P. et al. // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1995. V. 41. P. 2190.Dorenbos P. et al. // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1995. V. 41. P. 2190.Breitenberger E. // Progr. Nucl. Phys. 1955. V. 4. P. 56.Breitenberger E. // Progr. Nucl. Phys. 1955. V. 4. P. 56.Birks J.B. The Theory and Practice of Scintillation Counting. 1967. London: Pergamon.Birks J.B. The Theory and Practice of Scintillation Counting. 1967. London: Pergamon.Kuntner C. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2022. V. 493. P. 131.Kuntner C. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2022. V. 493. P. 131.Lecoq P. // Part. Phys. Ref. Libr. 2020. V. 2. P. 45.Lecoq P. // Part. Phys. Ref. Libr. 2020. V. 2. P. 45.Moszyński M. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2016. V. 805. P. 25.Moszyński M. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2016. V. 805. P. 25.Bousselham A. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2010. V. 620. P. 359. 8. Bora V. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2016. V. 805. P. 72.Bousselham A. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2010. V. 620. P. 359. 8. Bora V. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2016. V. 805. P. 72.Samedov V.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. Res. A. 2012. V. 691. P. 168.Samedov V.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. Res. A. 2012. V. 691. P. 168.Samedov V.V. // X-Ray Spectrom. 2019. V. 48. P. 597.Samedov V.V. // X-Ray Spectrom. 2019. V. 48. P. 597.Gektin A., Vasil’ev A. // Rad. Meas. 2019. V. 122. P. 108.Gektin A., Vasil’ev A. // Rad. Meas. 2019. V. 122. P. 108.Самедов В.В. // Ядерная физика и инжиниринг. 2022. Т. 13. С. 118. https://doi.org/10.56304/S207956292201033X.Samedov V.V. // Phys. At. Nucl. 2021. V. 84. P. 1555. https://doi.org/10.1134/S1063778821100331.Samedov V.V. // EPJ Web Conf. 2020. V. 225. P. 01007.Samedov V.V. // EPJ Web Conf. 2020. V. 225. P. 01007.Loudon R. The Quantum Theory of Light. 2000. New York: Oxford Univ. Press.Loudon R. The Quantum Theory of Light. 2000. New York: Oxford Univ. Press.Самедов В.В. // Ядерная физика и инжиниринг. 2019. Т. 10. С. 303. https://doi.org/10.1134/S207956291904016XSamedov V.V. // Phys. At. Nucl. 2019. V. 82. P. 1647. https://doi.org/10.1134/S1063778819120263.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.