Scintillationstælleren består af to komponenter, såsom en scintillator (phosphor) og en fotoelektronisk type multiplikator. I den grundlæggende konfiguration tilføjede producenterne til denne tæller en kilde til elektrisk strøm og radioudstyr, der giver forstærkning og registrering af PMT-impulser. Ganske ofte udføres kombinationen af alle elementer i dette system ved hjælp af et optisk system - en lysleder. Længere i artiklen vil vi overveje princippet om drift af en scintillationstæller.
Funktioner ved arbejdet
Enheden i en scintillationstæller er ret kompliceret, så dette emne skal vies mere opmærksomhed. Essensen af betjeningen af dette apparat er som følger.
En ladet partikel kommer ind i enheden, som et resultat af hvilken alle molekyler exciteres. Disse objekter slår sig ned efter et vist tidsrum, og i denne proces frigiver de de såkaldte fotoner. Hele denne proces er nødvendig for at lysglimt kan forekomme. Visse fotoner passerer til fotokatoden. Denne proces er nødvendig for fremkomsten af fotoelektroner.
Fotoelektroner er fokuseret og leveret tiloriginal elektrode. Denne handling opstår på grund af arbejdet i den såkaldte PMT. I den efterfølgende handling stiger antallet af de samme elektroner flere gange, hvilket lettes af elektronemission. Resultatet er spænding. Ydermere øger det kun dens umiddelbare effekt. Varigheden af pulsen og dens amplitude ved udgangen bestemmes af de karakteristiske egenskaber.
Hvad bruges i stedet for fosfor?
I dette apparat blev en erstatning for et sådant element som fosfor opfundet. Generelt bruger producenter:
- organiske krystaller;
- flydende scintillatorer, som også skal være af organisk type;
- solide scintillatorer, der er lavet af plastik;
- gasscintillatorer.
Når man ser på data om fosforsubstitution, kan man se, at producenterne i de fleste tilfælde kun bruger organiske stoffer.
Hovedkarakteristik
Det er tid til at tale om de vigtigste egenskaber ved scintillationstællere. Først og fremmest er det nødvendigt at notere lysoutput, stråling, dens såkaldte spektrale sammensætning og selve varigheden af scintillationen.
I processen med at føre forskellige ladede partikler gennem scintillatoren, produceres et vist antal fotoner, som bærer hertil eller en anden energi. En ret stor del af de producerede fotoner vil blive absorberet og ødelagt i selve tanken. I stedet for fotonersom er blevet absorberet, vil der blive produceret andre slags partikler, som vil repræsentere energi af noget mindre karakter. Som et resultat af al denne handling vil der fremkomme fotoner, hvis egenskaber udelukkende er karakteristiske for scintillatoren.
Lysoutput
Dernæst skal du overveje scintillationstælleren og princippet om dens funktion. Lad os nu være opmærksomme på lysudbyttet. Denne proces kaldes også konverterings-type effektivitet. Outputtet af lys er det såkaldte forhold mellem den energi, der kommer ud og mængden af energi af den ladede partikel, der går tabt i scintillatoren.
I denne handling går det gennemsnitlige antal fotoner udelukkende udenfor. Dette kaldes også energien af fotonernes gennemsnitlige natur. Hver af partiklerne, der er til stede i apparatet, frembringer ikke monoenergetikken, men kun spektret som et kontinuerligt bånd. Det er jo ham, der er karakteristisk for denne type arbejde.
Det er nødvendigt at være opmærksom på det vigtigste, fordi dette spektrum af fotoner uafhængigt efterlader scintillatoren kendt for os. Det er vigtigt, at det falder sammen eller i det mindste delvist overlapper med den spektrale karakteristik af PMT. Denne overlapning af scintillatorelementer med en anden karakteristik bestemmes udelukkende af den koefficient, der er aft alt af fabrikanterne.
I denne koefficient går spektret af den ydre type eller spektret af vores fotoner ind i det eksterne miljø af denne enhed. I dag er der sådan noget som "scintillationseffektivitet". Det er en sammenligning af enheden medandre PMT-data.
Dette koncept kombinerer flere aspekter:
- Effektivitet tager højde for antallet af vores fotoner, der udsendes af scintillatoren pr. enhed absorberet energi. Denne indikator tager også højde for enhedens følsomhed over for fotoner.
- Effektiviteten af dette arbejde vurderes som regel ved at sammenligne med scintillationseffektiviteten af scintillatoren, som tages som standard.
Forskellige scintillationsændringer
Funktionsprincippet for en scintillationstæller består også af følgende ikke mindre vigtige aspekt. Scintillation kan være udsat for visse ændringer. De beregnes efter en særlig lov.
I den angiver I0 den maksimale intensitet af den scintillation, vi overvejer. Hvad angår indikatoren t0- det er en konstant værdi, og den angiver tidspunktet for den såkaldte dæmpning. Dette henfald viser den tid, hvor intensiteten falder i sin værdi med bestemte (e) gange.
Det er også nødvendigt at være opmærksom på antallet af såkaldte fotoner. Det er angivet med bogstavet n i vores lov.
Hvor er det samlede antal fotoner, der udsendes under scintillationsprocessen. Disse fotoner udsendes på et bestemt tidspunkt og registreres i enheden.
Fosfor-arbejdsprocesser
Som vi skrev tidligere, tæller scintillationhandle på grundlag af arbejdet med et sådant element som fosfor. I dette element udføres processen med såkaldt luminescens. Og den er opdelt i flere typer:
- Den første slags er fluorescens.
- Den anden slags er fosforescens.
Disse to arter adskiller sig primært i tid. Når den såkaldte blinking forekommer i forbindelse med en anden proces eller i et tidsrum i størrelsesordenen 10-8 sek., er dette den første form for proces. Hvad angår den anden type, er tidsintervallet her noget længere end den foregående type. Denne uoverensstemmelse i tid opstår, fordi dette interval svarer til et atoms levetid i en rastløs tilstand.
I alt afhænger varigheden af den første proces slet ikke af indekset for rastløshed for dette eller det atom, men hvad angår outputtet af denne proces, er det excitabiliteten af dette element, der påvirker det. Det er også værd at bemærke, at i tilfælde af rastløshed af visse krystaller, er hastigheden af den såkaldte exit noget mindre end ved fotoexcitation.
Hvad er fosforescens?
Fordelene ved scintillationstælleren omfatter phosphorescensprocessen. Under dette koncept forstår de fleste mennesker kun luminescens. Derfor vil vi overveje disse funktioner baseret på denne proces. Denne proces er den såkaldte fortsættelse af processen efter afslutningen af en bestemt type arbejde. Fosforescens af krystalfosfor opstår fra rekombinationen af elektroner og huller, der er opstået under excitation. I visse tilfældefosforgenstande, er det absolut umuligt at bremse processen, da elektroner og deres huller falder i såkaldte fælder. Fra netop disse fælder kan de frigives af sig selv, men til dette skal de ligesom andre stoffer modtage en ekstra energiforsyning.
I denne forbindelse afhænger processens varighed også af en bestemt temperatur. Hvis andre molekyler af organisk karakter også deltager i processen, så sker fosforescensprocessen kun, hvis de er i en metastabil tilstand. Og disse molekyler kan ikke gå ind i en normal tilstand. Kun i dette tilfælde kan vi se afhængigheden af denne proces af hastigheden og af selve temperaturen.
Funktioner ved tællere
Har en scintillationstæller fordele og ulemper, som vi vil overveje i dette afsnit. Først og fremmest vil vi beskrive fordelene ved enheden, fordi der er ret mange af dem.
Specialister fremhæver en ret høj grad af midlertidige evner. Med tiden overstiger en puls udsendt af denne enhed ikke ti sekunder. Men dette er tilfældet, hvis visse enheder bruges. Denne tæller har denne indikator flere gange mindre end dens andre analoger med en uafhængig udledning. Dette bidrager i høj grad til brugen, fordi tællehastigheden øges flere gange.
Den næste positive kvalitet ved disse typer tællere er en ret lille indikator for en sen impuls. Men en sådan proces udføres først efter, at partiklerne har passeret registreringsperioden. det er det sammegiver dig mulighed for direkte at gemme pulstiden for denne type enhed.
Scintillationstællere har også et ret højt niveau af registrering af visse partikler, som omfatter neuroner og deres stråler. For at øge registreringsniveauet er det bydende nødvendigt, at disse partikler reagerer med de såkaldte detektorer.
Produktion af enheder
Hvem opfandt scintillationstælleren? Dette blev gjort af den tyske fysiker Kalman Hartmut Paul i 1947, og i 1948 opfandt videnskabsmanden neutronradiografi. Funktionsprincippet for scintillationstælleren gør det muligt at fremstille den i en ret stor størrelse. Dette bidrager til, at det er muligt at udføre den såkaldte hermetiske analyse af en ret stor energiflux, som omfatter ultraviolette stråler.
Det er også muligt at indføre visse stoffer i enheden, som neutroner kan interagere ret godt med. Hvilket selvfølgelig har sine umiddelbare positive egenskaber ved fremstilling og fremtidig brug af en tæller af denne art.
Designtype
Partikler i scintillationstælleren sikrer dens ydeevne af høj kvalitet. Forbrugere har følgende krav til betjeningen af enheden:
- på den såkaldte fotokatode er den bedste indikator for lysopsamling;
- på denne fotokatode er der en usædvanlig ensartet type lysfordeling;
- unødvendige partikler i enheden er mørkelagt;
- magnetiske felter har absolut ingen effekt på hele transportørprocessen;
- koefficient indi dette tilfælde er stabil.
Ulempe scintillationstælleren har den mest minimale. Når du udfører arbejde, er det bydende nødvendigt at sikre, at amplituden af sign altyperne af impulser svarer til andre typer af amplituder.
Tælleremballage
Scintillationstælleren er ofte pakket i en metalbeholder med glas på den ene side. Derudover lægges et lag af specielt materiale mellem selve beholderen og scintillatoren, som forhindrer ultraviolette stråler og varme i at trænge ind. Plastscintillatorer skal ikke pakkes i forseglede beholdere, dog skal alle solide scintillatorer have et udgangsvindue i den ene ende. Det er meget vigtigt at være opmærksom på emballagen til dette apparat.
meterfordele
Fordelene ved scintillationstælleren er som følger:
- Følsomheden af denne enhed er altid på det højeste niveau, og dens direkte effektivitet afhænger direkte af dette.
- Instrumentets muligheder omfatter en bred vifte af tjenester.
- Evnen til at skelne mellem bestemte partikler bruger kun information om deres energi.
Det er på grund af ovenstående indikatorer, at denne type målere klarede sig bedre end alle sine konkurrenter og med rette blev den bedste enhed af sin art.
Det er også værd at bemærke, at dets ulemper omfatter følsom opfattelseændringer i en bestemt temperatur såvel som miljøforhold.
