Gamma radiation effects on light emitting and variable capacitance devices

Abstract

Gamma radiation doses as low as a few krads caused significant increases in the output of lightemitting diodes (LEDs) Further irradiation above 10 krad produced permanent radiation damage associated with the degradation of light emitted and the output electrical characteristics Capacitancevoltage and currentvoltage measurements have shown that LED devices are sensitive to the gamma ray dose Such behavior suggests that LED devices can be successfully employed for the determination of absorbed dose in the relatively low gamma dose range Following irradiation shelf annealing of the damaged cells at room temperature for 200 days leads to recovery of 1718 % of their initial output light intensity Oven annealing at different temperatures ranging up to 500 C for 50 minutes shows that the output light intensity levels recover to around 22 % 25 % 33 % 43 % and 675 % of the initial values under the influence of annealing temperature levels of 100 C 200 C 300 C 400 C and 500 C respectively Varactor type "BA102" offered a high resistance to gamma exposure The response of its (CV) and (IV) relationships to radiation started only in the Mrad range where the change is found to occur over a relatively wide radiation dose range (up to 130 Mrads) The ratio of capacitance variation (CIC) due to gamma o irradiation is increased from 27 at zero dose to 45 after exposure to 50 Mrads and at a reverse bias of 10 volts

يتناول الشق الأول من هذا البحث تأثير تعرض النبائط (Diodes) الباعثة للضوء والمنتجة لأشعة جاما وبينت النتائج أن تعرض تلك النبائط لجرعات منخفضة من الإشعاع (في حدود الكيلوراد) يؤدي إلى زيادة ملحوظة في كثافة الإشعاع الضوئي المنبعث منها، وبزيادة الجرعة الإشعاعية عن (10) كيلوراد وحتى (200) ميجاراد فإن النبائط تتعرض لهبوط شديد في خواصها الكهربائية مما يؤدي إلى حدوث تناقص مماثل في شدة الضوء المنبعث ولقد أوضحت نتائج دراسة علاقة كل من السعة والتيار بالجهد مدى حساسية تلك النبائط لجرعات الإشعاع الساقط، كما بينت الدراسة كذلك مدى ترابط العلاقة الخطية المستنبطة بين التغير في شدة الضوء المنبعث وجرع الإشعاع الممتصة مما يتيح إمكانية تطبيق استخدام تلك الموحدات في تعيين الجرعة الممتصة للإشعاع الجامي في المدى المنخفض نسبيا وبدراسة مدى استرجاع النبائط المعرضة للإشعاع لخواصها الابتدائية وجد أن تلدين الرف للنبائط المحفوظة عند درجة حرارة الغرفة لمدة (200) يوم يؤدي إلى استرداد (1718 %) من الخواص الابتدائية وعند تعريض النبائط المشععة لدرجات حرارة مختلفة المدى ولمدة (50) دقيقة أمكن استرداد حوالي 22 %، 25 %، 33 %، 43 %، 675 %، من القيمة الابتدائية وذلك تحت تأثير درجات حرارة 100، 200، 300، 400، 500 درجة مئوية على التوالي أما الشق الثاني من هذا البحث فقد انصب على نبائط الموحدات ذات السعة الدالة في جهد الانحياز وقد بينت الدراسة أن تلك الموحدات تمتاز بمقاومة عالية للإشعاع الجامي ؛ فعلاقة كل من السعة والتيار مع جهد الانحياز بالجرعة الإشعاعية في مدى الميجاراد حيث وجد أن التغير يكون في مدى واسع نسبيا من جرع الإشعاع (130 ميجاراد)، ولقد أوضح البحث تحسن نسبة التغير في السعة نتيجة للتعرض الإشعاعي من (270) قبل الإشعاع إلى (450) بعد التعرض لجرعة قدرها (50) ميجاراد وتحت تأثير جهد الانحياز (10) فولت