Radiation detection solutions for miniaturized pager and

October - 2009 www.sensL.com 1sensL: light detection and measurement

Radiation detection solutions for miniaturized pager and handheld markets

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Mission

Work ing wi th our customers we ident i fy, design and del iver low l ight detect ion solut ions which solve customer problems and add va lue. We aim to be the partner of choice because of our f lex ib i l i ty, capabi l i t ies and the desi re to meet our customer needs.

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Vacuum Tube Diode(Fleming)

Motivation

1875 1900 1925

LightBulb(Edison)

LED (Holonyak)

CRT(Ferdinand

Braun)

Plasma TV(Bitzer/Gene Slottow)

Silicon Transistor(Texas Inst.)

ENIAC (17,468 Tubes)

CMOS chip (174,569 transistors)

PhotomultiplierTube (RCA)

1950 1975 2000

So

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acu

um

Tu

be

sensL SPMArray

. . . is to provide a lower cost and technology enabl ing sol id-state a l ternat ive to the vacuum tube based photomult ip l ier tube (PMT)...

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Introduction

• Si l icon PhotoMult ip l ier (SPM) detectors are the next generat ion detector choice for handheld radiat ion detect ion

– For radiat ion detect ion, protect ion and ident i f icat ion

• sensL of fer a fu l ly developed prototype system for radiat ion detect ion

• sensL seek partners to take th is technology to the marketplace

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SPM concept

Geiger mode DetectorA photon count ing diode detector fabr icated in s i l icon forms the basis for a l l sensL products

Si l icon Photomul t ip l ier (SPM)By fabr icat ing large arrays of photon count ing detectors, sensL create a h igh gain detector to replace the PMT

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Where does anSPM come from?

• sensL SPM detectors are bulk manufactured in a ISO9000 contro l led semiconductor foundry

• sensL test and package to produce the best SPM products on the market

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Why use SPM detectors?

• Compared to PMT detectors– Very smal l form factor– Rugged and immune to magnet ic f ie lds and v ibrat ions– User safe vol tages– Simi lar h igh gain

• Compared to PIN and APD detectors– Much h igher gain – s impler system design– Much lower system cost and power– Less sensi t ive to b ias and temperature change– Can operate at h igher temperatures

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SPM for radiation detection

SPM detector in robust ceramic package

Combinat ion of crysta l wi th a sensL SPM

SPM detectors detect l ight f rom scint i l la t ing crysta ls

Combining a SPM detector wi th Csi (T l ) crysta ls for example, a l lows radiat ion to be detected

Plast ic scint i l la tors can be added for body dose response

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Radiation Detection Prototype

• Portable gamma radiat ion detector has been bui l t to demonstrate SPM propert ies and capabi l i t ies– Ch1: CsI (T l ) sc int i l la tor used with the sensL SPM detector– Ch2: Plast ic sc int i l la tor for body equiva lent dose response

possib le– Pulse shaping, ampl i f icat ion along with the mult i -channel

analyzer has been integrated on a demonstrat ion board– Temperature compensat ion has been implemented through

detector bias contro l and an on-board temperature moni tor– Spectra data are stored in on board memory– USB connect ion a l lows data to be uploaded to the PC for

analys is– Alarms, LCD display, casing or inter face buttons are not

inc luded at prototype stage and are added as per customer requi rements

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System Architecture

~30V

PulseShaper MCA

CsI (Tl)

SPM

IntegratingAmplifier

Detector Variable GainAmplifier

Multi-ChannelAnalyzer

Temp Monitor

HVSupply

Addi t ional channels as requi red

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System Conceptual Design

GammaDetector

Controller

Signal processing

Voltage Supply

DisplayDriver

AlarmsWirelessComms

Battery

DC In

Display

<5cm

<3cm

Simple compact board design. Addi t ional features possib le depending on customer sensi t iv i ty and power requi rements.

Alpha/BetaNeutronDetectorOptional

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Performance Comparison

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The sensL advantage

sensL SPM performance

sensL SPM pr ice

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Energy resolution

sensL SPM are ideal for detect ion of common high energy sources and part ic les

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Energy resolutionCs-137

Cs-137 662 keV Peak(Energy Resolution is 9% at 662keV)

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ADC Channel

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Low Energy Gamma Spectra

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ADC Channel (keV)

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High Energy Gamma Spectra

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ADC Channel (keV)

AD

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ea

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Co-57

Am-241

Cs-137

Mn-54

Measurements for a var iety of radiat ion sources

Isotope identification

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Temperature stability

Operat ion is stable over a wide temperature range

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Detection Linearity

Co-60

Na-22Co-60

Mn-54

Cs-137

Na-22

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Peak Energy (keV)

Pea

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Ch

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Good l inear i ty up to 3MeV

Linearity

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Conclusions

• sensL have developed the technology required for a compact, portable, pager sty le radiat ion detect ion and ident i f icat ion system

• sensL seeks partners to take th is technology to the market

• Benef i ts to our customers: low system cost, h igh performance, robustness, re l iabi l i ty, user safe operat ing vol tages, h igh volume and scalable technology wi th a rapid t ime to market

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