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Gamma-ray spectroscopy is undoubtedly the most effective tool for understanding the structure of the nucleus. In common with many other problems however, there is more information available that can be readily measured by standard experimental facilities. Therefore, this thesis investigates the potential for the use of a new detector material, CdZnTe, in nuclear physics applications. To evaluate the requirements of detection systems for nuclear physics applications, a y-ray spectroscopy experiment was performed to investigate neutron alignments in 100Mo, 104Ru and 108Pd using deep-inelastic reactions. This showed that a detector capable of detecting low energy (< 100 keV) X- rays without compromising y-ray detection efficiency could have significant benefit. A room temperature CdZnTe semiconductor detector could reasonably form part of a standard escape suppressed spectrometer. However, there is a substantially higher leakage current associated with room temperature semiconductor devices than standard cryogenically cooled semiconductor detectors. CdZnTe suffers from significant charge trapping, and therefore the rise time of the radiation induced pulses forms an important part of the signal analysis from such detectors. These two problems have implications on the design of preamplifier systems for CdZnTe detectors. For this reason, this thesis describes the design of optimised electronic systems for use with room-temperature operated CdZnTe detectors. Here, the focus is on the preamplifier design, and on practical ways of analysing noise performance of the preamplifier. A new preamplifier configuration with digital output has been developed, and a detailed signal-to-noise analysis performed. Such a circuit facilitates simultaneous measurement of both energy and pulse shape information.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / As cirurgias radioguiadas, utilizando sondas com detectores de radiação, têm sido destaque na área médica na última década. Esta técnica consiste na marcação de lesões com uma substância radioativa, que injetada no paciente, concentra-se no tumor e auxilia a sua localização durante o ato cirúrgico. Entre as cirurgias radioguiadas, a identificação e exame do linfonodo sentinela, tem revolucionado a conduta de neoplasias em estádio inicial, quando estas estão sendo disseminadas pela via linfática. As condições impostas por uma cirurgia e a proximidade entre alguns linfonodos, exige das sondas, reduzidos diâmetros e capacidade de identificação individual destes linfonodos marcados com um radiofármaco. O mercado internacional fornece sondas adequadas com cristais cintiladores e com semicondutores de telureto de cádmio, CdTe, mas que algumas vezes carecem de uma pronta assistência técnica no mercado brasileiro devido a todo o conjunto ser importado. Este trabalho desenvolveu sondas com tecnologia nacional, utilizando cristais cintiladores de iodeto de césio dopado com tálio, CsI(Tl) e, em substituição aos cristais semicondutores de CdTe, o cristal de brometo de tálio, TlBr que é um meio semicondutor detector em desenvolvimento mundialmente, com vantagens em relação ao CdTe. Ambos os cristais utilizados foram crescidos no IPEN. Toda a eletrônica necessária, e em especial, o pré-amplificador, que constituía também um fator limitante para desenvolvimento destes tipos de sonda no país, foram desenvolvidos com componentes encontrados no mercado nacional. Medidas sistemáticas de resolução espacial, seletividade espacial, sensibilidade máxima e qualidade da blindagem foram realizadas para as sondas desenvolvidas. Os resultados mostraram que dois modelos de sonda, uma com o cristal de CsI(Tl) e outra com o semicondutor de TlBr atenderam as qualidades sugeridas pela literatura internacional para sondas cirúrgicas radioguiadas. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP