Scintilacijski števec je sestavljen iz dveh komponent, kot sta scintilator (fosfor) in fotoelektronski multiplikator. V osnovni konfiguraciji so proizvajalci temu števcu dodali vir električne energije in radijsko opremo, ki zagotavlja ojačanje in registracijo PMT impulzov. Precej pogosto se kombinacija vseh elementov tega sistema izvede z optičnim sistemom - svetlobnim vodnikom. Nadalje v članku bomo obravnavali načelo delovanja scintilacijskega števca.
Značilnosti dela
Naprava scintilacijskega števca je precej zapletena, zato je treba tej temi posvetiti več pozornosti. Bistvo delovanja te naprave je naslednje.
Nabit delec vstopi v napravo, zaradi česar so vse molekule vzbujene. Ti predmeti se po določenem času umirijo in pri tem sproščajo tako imenovane fotone. Celoten ta postopek je potreben, da se pojavi blisk svetlobe. Nekateri fotoni prehajajo na fotokatodo. Ta postopek je potreben za pojav fotoelektronov.
Fotoelektroni so fokusirani in dostavljenioriginalna elektroda. To dejanje se zgodi zaradi dela tako imenovanega PMT. V nadaljnjem delovanju se število teh istih elektronov večkrat poveča, kar je olajšano z emisijo elektronov. Rezultat je napetost. Poleg tega samo poveča njegov takojšnji učinek. Trajanje impulza in njegova amplituda na izstopu sta določena z značilnostmi.
Kaj se uporablja namesto fosforja?
V tem aparatu je bil izumljen nadomestek za element, kot je fosfor. Na splošno proizvajalci uporabljajo:
- kristali organskega tipa;
- tekoči scintilatorji, ki morajo biti tudi organskega tipa;
- trdni scintilatorji, ki so izdelani iz plastike;
- plinski scintilatorji.
Če pogledamo podatke o nadomeščanju fosforja, lahko vidimo, da proizvajalci v večini primerov uporabljajo samo organske snovi.
Glavna značilnost
Čas je, da spregovorimo o glavni značilnosti scintilacijskih števcev. Najprej je treba opozoriti na svetlobno moč, sevanje, njegovo tako imenovano spektralno sestavo in samo trajanje scintilacije.
Pri prehajanju različnih nabitih delcev skozi scintilator nastane določeno število fotonov, ki nosijo tu ali drugo energijo. Precej velik del proizvedenih fotonov se bo absorbiral in uničil v samem rezervoarju. Namesto fotonovki so bili absorbirani, bodo nastale druge vrste delcev, ki bodo predstavljali energijo nekoliko manjše narave. Kot rezultat vsega tega dejanja se bodo pojavili fotoni, katerih lastnosti so značilne izključno za scintilator.
svetlobna moč
Naprej upoštevajte scintilacijski števec in načelo njegovega delovanja. Zdaj pa bodimo pozorni na svetlobno moč. Ta proces se imenuje tudi učinkovitost konverzijskega tipa. Izhodna svetloba je tako imenovano razmerje med energijo, ki se pojavi, in količino energije nabitega delca, izgubljenega v scintilatorju.
Pri tem dejanju gre povprečno število fotonov izključno zunaj. Temu pravimo tudi energija povprečne narave fotonov. Vsak od delcev, prisotnih v napravi, ne oddaja monoenergetike, temveč le spekter kot neprekinjen pas. Navsezadnje je prav on značilen za tovrstno delo.
Pozorni moramo biti na najpomembnejše, saj ta spekter fotonov samostojno zapusti scintilator, ki nam je znan. Pomembno je, da sovpada ali se vsaj delno prekriva s spektralno karakteristiko PMT. To prekrivanje elementov scintilatorja z drugačno lastnostjo je določeno izključno s koeficientom, o katerem so se dogovorili proizvajalci.
V tem koeficientu gre spekter zunanjega tipa ali spekter naših fotonov v zunanje okolje te naprave. Danes obstaja taka stvar kot "učinkovitost scintilacije". Gre za primerjavo naprave zdrugi PMT podatki.
Ta koncept združuje več vidikov:
- Učinkovitost upošteva število naših fotonov, ki jih oddaja scintilator na enoto absorbirane energije. Ta indikator upošteva tudi občutljivost naprave na fotone.
- Učinkovitost tega dela se praviloma ocenjuje s primerjavo s scintilacijsko učinkovitostjo scintilatorja, ki je vzeta kot standard.
Različne spremembe scintilacije
Načelo delovanja scintilacijskega števca je sestavljeno tudi iz naslednjega nič manj pomembnega vidika. Scintilacija je lahko podvržena določenim spremembam. Izračunajo se po posebnem zakonu.
V njem I0 označuje največjo intenzivnost scintilacije, ki jo obravnavamo. Kar zadeva indikator t0- je konstantna vrednost in označuje čas tako imenovanega oslabitve. Ta razpad kaže čas, v katerem se intenzivnost zmanjša v svoji vrednosti za določene (e)-krat.
Pozorni moramo biti tudi na število tako imenovanih fotonov. V našem pravu je označena s črko n.
Kje je skupno število fotonov, oddanih med scintilacijskim postopkom. Ti fotoni se oddajajo ob določenem času in se registrirajo v napravi.
fosforjev delovni proces
Kot smo že pisali, scintilacijski števcidelujejo na podlagi dela takega elementa, kot je fosfor. V tem elementu se izvaja proces tako imenovane luminiscence. In je razdeljen na več vrst:
- Prva vrsta je fluorescenca.
- Druga vrsta je fosforescenca.
Ti dve vrsti se razlikujeta predvsem v času. Ko se tako imenovano utripanje pojavi v povezavi z drugim procesom ali v časovnem obdobju reda 10-8 s, je to prva vrsta procesa. Kar zadeva drugo vrsto, je tukaj časovni interval nekoliko daljši od prejšnjega tipa. To neskladje v času nastane, ker ta interval ustreza življenju atoma v nemirnem stanju.
Skupno trajanje prvega procesa sploh ni odvisno od indeksa nemirnosti tega ali onega atoma, ampak kar se tiče izhoda tega procesa, nanj vpliva razdražljivost tega elementa. Omeniti velja tudi dejstvo, da je v primeru nemirnosti določenih kristalov hitrost tako imenovanega izstopa nekoliko manjša kot pri fotovzbujanju.
Kaj je fosforescenca?
Prednosti scintilacijskega števca vključujejo proces fosforescence. Pod tem konceptom večina ljudi razume samo luminiscenco. Zato bomo te značilnosti upoštevali na podlagi tega postopka. Ta proces je tako imenovano nadaljevanje procesa po zaključku določene vrste dela. Fosforescenca kristalnih fosforjev nastane zaradi rekombinacije elektronov in lukenj, ki nastanejo med vzbujanjem. V določenihfosforjevih predmetov, je popolnoma nemogoče upočasniti proces, saj elektroni in njihove luknje padejo v tako imenovane pasti. Prav iz teh pasti se lahko sprostijo same, a za to morajo, tako kot druge snovi, prejeti dodatno zalogo energije.
V zvezi s tem je trajanje postopka odvisno tudi od določene temperature. Če v procesu sodelujejo tudi druge molekule organske narave, potem do procesa fosforescence pride le, če so v metastabilnem stanju. In te molekule ne morejo preiti v normalno stanje. Samo v tem primeru lahko vidimo odvisnost tega procesa od hitrosti in od same temperature.
Značilnosti števcev
Ima prednosti in slabosti scintilacijskega števca, ki jih bomo obravnavali v tem razdelku. Najprej bomo opisali prednosti naprave, saj jih je kar veliko.
Strokovnjaki poudarjajo precej visoko stopnjo začasne sposobnosti. Sčasoma en impulz, ki ga odda ta naprava, ne presega desetih sekund. Toda to velja, če se uporabljajo določene naprave. Ta števec ima ta indikator nekajkrat manj kot njegovi drugi analogi z neodvisnim izpustom. To močno pripomore k njegovi uporabi, saj se hitrost štetja večkrat poveča.
Naslednja pozitivna kvaliteta teh vrst števcev je precej majhen pokazatelj poznega impulza. Toda tak postopek se izvede šele po tem, ko delci preidejo obdobje registracije. je enakovam omogoča, da neposredno shranite čas impulza te vrste naprave.
Prav tako imajo scintilacijski števci precej visoko stopnjo registracije določenih delcev, ki vključujejo nevrone in njihove žarke. Da bi povečali stopnjo registracije, je nujno, da ti delci reagirajo s tako imenovanimi detektorji.
Proizvodnja naprav
Kdo je izumil scintilacijski števec? To je storil nemški fizik Kalman Hartmut Paul leta 1947, leta 1948 pa je znanstvenik izumil nevtronsko radiografijo. Načelo delovanja scintilacijskega števca omogoča njegovo proizvodnjo v precej veliki velikosti. To prispeva k dejstvu, da je mogoče izvesti tako imenovano hermetično analizo precej velikega energijskega toka, ki vključuje ultravijolične žarke.
V napravo je možno vnesti tudi določene snovi, s katerimi lahko nevtroni precej dobro sodelujejo. Kar ima seveda svoje neposredne pozitivne lastnosti pri izdelavi in prihodnji uporabi takšnega pulta.
vrsta oblikovanja
Delci scintilacijskega števca zagotavljajo njegovo visokokakovostno delovanje. Potrošniki imajo naslednje zahteve za delovanje naprave:
- na tako imenovani fotokatodi je najboljši indikator zbiranja svetlobe;
- na tej fotokatodi je izjemno enakomerna porazdelitev svetlobe;
- nepotrebni delci v napravi so zatemnjeni;
- magnetna polja nimajo nobenega vpliva na celoten proces nosilca;
- koeficient vv tem primeru je stabilen.
Slabosti scintilacijski števec ima najbolj minimalno. Pri izvajanju dela je nujno zagotoviti, da amplituda signalnih tipov impulzov ustreza drugim vrstam amplitud.
Putna embalaža
Scintilacijski števec je pogosto pakiran v kovinsko posodo s steklom na eni strani. Poleg tega je med samo posodo in scintilator plast posebnega materiala, ki preprečuje vdor ultravijoličnih žarkov in toplote. Plastičnih scintilatorjev ni treba pakirati v zaprte posode, vendar morajo imeti vsi trdni scintilatorji na enem koncu izstopno okno. Zelo pomembno je, da bodite pozorni na embalažo tega aparata.
Ugodnosti merilnika
Prednosti scintilacijskega števca so naslednje:
- Občutljivost te naprave je vedno na najvišji ravni in od tega je neposredno odvisna njena neposredna učinkovitost.
- Zmogljivosti instrumenta vključujejo široko paleto storitev.
- Zmožnost razlikovanja med določenimi delci uporablja samo informacije o njihovi energiji.
Zaradi zgornjih kazalnikov je ta vrsta merilnika presegla vse svoje konkurente in upravičeno postala najboljša naprava te vrste.
Omeniti velja tudi, da njegove slabosti vključujejo občutljivo zaznavanjespremembe določene temperature, pa tudi okoljskih razmer.
