Scintilacijski brojač se sastoji od dvije komponente, kao što su scintilator (fosfor) i fotoelektronički množitelj. U osnovnoj konfiguraciji, proizvođači su ovom brojaču dodali izvor električne energije i radio opremu koja omogućuje pojačanje i registraciju PMT impulsa. Vrlo često se kombinacija svih elemenata ovog sustava provodi pomoću optičkog sustava - svjetlosnog vodiča. Dalje u članku razmotrit ćemo princip rada scintilacijskog brojača.
Obilježja posla
Uređaj scintilacijskog brojača prilično je kompliciran, pa ovoj temi treba posvetiti više pažnje. Suština rada ovog aparata je sljedeća.
Nabijena čestica ulazi u uređaj, uslijed čega se sve molekule pobuđuju. Ti se objekti slegnu nakon određenog vremena i pri tom oslobađaju fotone tzv. Cijeli ovaj proces je neophodan da bi se pojavio bljesak svjetlosti. Određeni fotoni prolaze do fotokatode. Ovaj proces je neophodan za pojavu fotoelektrona.
Fotoelektroni su fokusirani i isporučenioriginalna elektroda. Do ove akcije dolazi zbog rada tzv. PMT-a. U naknadnom djelovanju broj tih istih elektrona raste nekoliko puta, što je olakšano emisijom elektrona. Rezultat je napetost. Nadalje, samo povećava njegov trenutni učinak. Trajanje pulsa i njegova amplituda na izlazu određuju se karakterističnim svojstvima.
Što se koristi umjesto fosfora?
U ovom aparatu izmišljena je zamjena za takav element kao što je fosfor. Općenito, proizvođači koriste:
- kristali organskog tipa;
- tekući scintilatori, koji također moraju biti organskog tipa;
- čvrsti scintilatori izrađeni od plastike;
- plinski scintilatori.
Gledajući podatke o supstituciji fosfora, možete vidjeti da proizvođači u većini slučajeva koriste samo organske tvari.
Glavna karakteristika
Vrijeme je za razgovor o glavnoj karakteristici scintilacijskih brojača. Prije svega, potrebno je zabilježiti izlaz svjetlosti, zračenje, njegov takozvani spektralni sastav i samo trajanje scintilacije.
U procesu prolaska raznih nabijenih čestica kroz scintilator nastaje određeni broj fotona koji nose tu ili drugu energiju. Prilično velik dio proizvedenih fotona bit će apsorbiran i uništen u samom spremniku. Umjesto fotonakoje su apsorbirane, proizvest će se druge vrste čestica koje će predstavljati energiju nešto manje prirode. Kao rezultat svega toga, pojavit će se fotoni čija su svojstva karakteristična isključivo za scintilator.
Svjetlosni izlaz
Dalje razmotrite scintilacijski brojač i princip njegovog rada. Sada obratimo pažnju na izlaz svjetla. Taj se proces također naziva učinkovitost konverzijskog tipa. Izlaz svjetlosti je takozvani omjer energije koja izlazi i količine energije nabijene čestice izgubljene u scintilatoru.
U ovoj akciji prosječan broj fotona ide isključivo van. To se također naziva energija prosječne prirode fotona. Svaka od čestica prisutnih u uređaju ne donosi monoenergetiku, već samo spektar kao kontinuiranu traku. Uostalom, upravo je on karakterističan za ovu vrstu posla.
Potrebno je obratiti pažnju na ono najvažnije, jer ovaj spektar fotona samostalno napušta nama poznat scintilator. Važno je da se podudara ili barem djelomično preklapa sa spektralnom karakteristikom PMT-a. Ovo preklapanje scintilacijskih elemenata s različitim karakteristikama određeno je isključivo koeficijentom koji su dogovorili proizvođači.
U ovom koeficijentu, spektar vanjskog tipa ili spektar naših fotona ide u vanjsko okruženje ovog uređaja. Danas postoji nešto kao "učinkovitost scintilacije". To je usporedba uređaja sostali PMT podaci.
Ovaj koncept kombinira nekoliko aspekata:
- Učinkovitost uzima u obzir broj naših fotona koje emitira scintilator po jedinici apsorbirane energije. Ovaj pokazatelj također uzima u obzir osjetljivost uređaja na fotone.
- Učinkovitost ovog rada u pravilu se ocjenjuje uspoređivanjem sa scintilacijskom učinkovitošću scintilatora, koja se uzima kao standard.
Razne promjene scintilacije
Princip rada scintilacijskog brojača također se sastoji od sljedećeg ne manje važnog aspekta. Scintilacija može biti podvrgnuta određenim promjenama. Računaju se prema posebnom zakonu.
U njemu, I0 označava maksimalni intenzitet scintilacije koji razmatramo. Što se tiče indikatora t0- to je konstantna vrijednost i označava vrijeme tzv. slabljenja. Ovaj pad pokazuje vrijeme tijekom kojeg intenzitet opada u svojoj vrijednosti za određena (e) puta.
Također je potrebno obratiti pažnju na broj fotona tzv. U našem zakonu označava se slovom n.
Gdje je ukupan broj fotona emitiranih tijekom procesa scintilacije. Ovi fotoni se emitiraju u određeno vrijeme i registriraju u uređaju.
Radni procesi fosfora
Kao što smo ranije napisali, scintilacijski brojačidjelovati na temelju rada takvog elementa kao što je fosfor. U ovom elementu se provodi proces tzv. luminiscencije. I dijeli se na nekoliko tipova:
- Prva vrsta je fluorescencija.
- Druga vrsta je fosforescencija.
Ove dvije vrste razlikuju se prvenstveno u vremenu. Kada se takozvano bljeskanje pojavi u kombinaciji s drugim procesom ili tijekom vremenskog razdoblja reda veličine 10-8 sek, ovo je prva vrsta procesa. Što se tiče druge vrste, ovdje je vremenski interval nešto duži od prethodnog tipa. Taj nesklad u vremenu nastaje jer ovaj interval odgovara životu atoma u nemirnom stanju.
Ukupno, trajanje prvog procesa uopće ne ovisi o indeksu nemira ovog ili onog atoma, ali što se tiče izlaza ovog procesa, na njega utječe podražljivost ovog elementa. Također je vrijedno napomenuti činjenicu da je u slučaju nemira pojedinih kristala brzina tzv. izlaza nešto manja nego kod fotoekscitacije.
Što je fosforescencija?
Prednosti scintilacijskog brojača uključuju proces fosforescencije. Pod ovim konceptom većina ljudi razumije samo luminiscenciju. Stoga ćemo ove značajke razmotriti na temelju ovog procesa. Ovaj proces je takozvani nastavak procesa nakon završetka određene vrste posla. Fosforescencija kristalnih fosfora nastaje rekombinacijom elektrona i rupa koje su nastale tijekom ekscitacije. U izvjesnimfosfornih objekata, apsolutno je nemoguće usporiti proces, budući da elektroni i njihove rupe padaju u takozvane zamke. Iz ovih zamki mogu se osloboditi sami, ali za to, kao i druge tvari, trebaju dobiti dodatnu zalihu energije.
U tom smislu, trajanje procesa također ovisi o određenoj temperaturi. Ako u procesu sudjeluju i druge molekule organske prirode, tada do procesa fosforescencije dolazi samo ako su u metastabilnom stanju. A te molekule ne mogu prijeći u normalno stanje. Samo u ovom slučaju možemo vidjeti ovisnost ovog procesa o brzini i samoj temperaturi.
Značajke brojača
Ima prednosti i nedostatke scintilacijskog brojača, koje ćemo razmotriti u ovom odjeljku. Prije svega, opisati ćemo prednosti uređaja, jer ih ima dosta.
Specijalci ističu prilično visoku stopu privremene sposobnosti. Vremenom, jedan impuls koji emitira ovaj uređaj ne prelazi deset sekundi. Ali to je slučaj ako se koriste određeni uređaji. Ovaj brojač ima ovaj pokazatelj nekoliko puta manji od ostalih analoga s neovisnim pražnjenjem. To uvelike doprinosi njegovoj upotrebi, jer se brzina brojanja povećava nekoliko puta.
Sljedeća pozitivna kvaliteta ovih vrsta brojača je prilično mali pokazatelj kasnog impulsa. Ali takav se proces provodi tek nakon što čestice prođu razdoblje registracije. to je istoomogućuje vam da izravno spremite vrijeme pulsa ovog tipa uređaja.
Također, scintilacijski brojači imaju prilično visoku razinu registracije određenih čestica, koje uključuju neurone i njihove zrake. Kako bi se povećala razina registracije, neophodno je da te čestice reagiraju s tzv. detektorima.
Proizvodnja uređaja
Tko je izumio scintilacijski brojač? To je učinio njemački fizičar Kalman Hartmut Paul 1947. godine, a 1948. znanstvenik je izumio neutronsku radiografiju. Princip rada scintilacijskog brojača omogućuje njegovu proizvodnju u prilično velikoj veličini. To pridonosi činjenici da je moguće provesti takozvanu hermetičku analizu prilično velikog energetskog toka, koji uključuje ultraljubičaste zrake.
U uređaj je također moguće uvesti određene tvari s kojima neutroni mogu prilično dobro komunicirati. Što, naravno, ima svoje neposredne pozitivne kvalitete u proizvodnji i budućoj upotrebi brojača ove prirode.
Vrsta dizajna
Čestice scintilacijskog brojača osiguravaju njegovu visokokvalitetnu izvedbu. Potrošači imaju sljedeće zahtjeve za rad uređaja:
- na tzv. fotokatodi je najbolji pokazatelj prikupljanja svjetla;
- na ovoj fotokatodi postoji izuzetno ujednačen tip distribucije svjetlosti;
- nepotrebne čestice u uređaju su zatamnjene;
- magnetska polja nemaju apsolutno nikakav utjecaj na cijeli proces nositelja;
- koeficijent uu ovom slučaju je stabilan.
Nedostaci scintilacijski brojač ima najviše minimalnih. Prilikom izvođenja radova neophodno je osigurati da amplituda tipova signala impulsa odgovara drugim vrstama amplituda.
kontra ambalaža
Scintilacijski brojač često je pakiran u metalnu posudu sa staklom na jednoj strani. Osim toga, između same posude i scintilatora postavlja se sloj posebnog materijala koji sprječava ulazak ultraljubičastih zraka i topline. Plastični scintilatori ne moraju biti pakirani u zatvorene spremnike, međutim, svi čvrsti scintilatori moraju imati izlazni prozor na jednom kraju. Vrlo je važno obratiti pažnju na pakiranje ovog uređaja.
Prednosti mjerača
Prednosti scintilacijskog brojača su sljedeće:
- Osjetljivost ovog uređaja uvijek je na najvišoj razini, a o tome izravno ovisi i njegova izravna učinkovitost.
- Mogućnosti instrumenta uključuju širok raspon usluga.
- Sposobnost razlikovanja određenih čestica koristi samo informacije o njihovoj energiji.
Zahvaljujući gore navedenim pokazateljima da je ova vrsta mjerača nadmašila sve svoje konkurente i s pravom postala najbolji uređaj te vrste.
Vrijedi napomenuti da njegovi nedostaci uključuju osjetljivu percepcijupromjene određene temperature, kao i uvjeti okoline.
