El detector HPGe es un detector de germanio de alta pureza .
Se utiliza en física nuclear y de radiación para medir el espectro de rayos X y rayos gamma . Cuenta con alta resolución de energía y alta eficiencia de detección. Requiere refrigeración (normalmente nitrógeno líquido ) para funcionar. Las empresas de fabricación más famosas son CANBERRA, ORTEC y Baltic Scientific Instruments, de fabricantes rusos - IFTP .
El detector es un pin-diodo cilíndrico hecho de un cristal de germanio de alta pureza, de hasta 90 mm de diámetro (o más) y hasta 85 mm de largo, colocado en una carcasa con un disipador de calor ( criostato ) sumergido en un recipiente Dewar . El detector está alimentado por una fuente de alto voltaje constante de hasta 5 kV. Como regla general, se requiere un aumento suave del voltaje al nivel operativo en unos pocos minutos. Para rayos gamma de 122 keV (Co-57) , la resolución de energía es de aproximadamente 1 keV y, a energías de 1,3 MeV, la resolución es de aproximadamente 2 keV. La eficacia de detección relativa a energías de aproximadamente 1 MeV puede ser de hasta el 150 % y superior. Los tipos especiales de detectores para detectar espectro de baja energía (del orden de 10 keV) tienen un grosor pequeño y están equipados con una ventana de entrada hecha de una lámina delgada de berilio o una ventana de fibra de carbono. En las mediciones, a menudo se usa un colimador de plomo cilíndrico para proteger la superficie lateral del detector del fondo externo. En los laboratorios, se suele utilizar un escudo de plomo, dentro del cual se ubica el detector y se coloca la muestra.
El enfriamiento del detector proporciona una ausencia casi total de cargas libres en el volumen principal del detector y, en consecuencia, una corriente oscura extremadamente baja . Cuando un cuanto gamma pasa a través del material del detector, su energía se convierte en la formación de cargas libres en el semiconductor . La carga resultante crea un pulso de corriente entre los electrodos , proporcional a la energía transferida por el cuanto gamma . Cuando un gamma-quantum es completamente absorbido por el material del detector, la resolución de energía se determina a partir de consideraciones estadísticas y es proporcional a la raíz cuadrada del número de cargas formadas. Este proceso en el espectro gamma obtenido corresponde al pico de absorción total, y la anchura de este pico a la mitad de su altura se da como característica principal del detector (resolución). Además del pico de absorción total, los pulsos correspondientes a la absorción parcial se pueden obtener de la salida del detector. Para energías suficientemente altas de un cuántico gamma, es posible el nacimiento de un par electrón - positrón , mientras que la energía cinética del electrón y el positrón también se gasta en la creación de cargas libres, después de que el positrón se detiene , se aniquila con el nacimiento . de un par secundario de gamma-quanta, y uno o ambos pueden salir del detector sin interacción, llevándose así 511 keV cada uno.
Determinación de la composición isotópica de materiales fisionables en métodos de ensayo no destructivos, determinación de la composición química por métodos de activación.