Scintilacijski števci: načelo delovanja, prednosti in slabosti opreme

Scintilacijski števec je sestavljen iz dveh komponent, kot je scintillator (fosfor) in množitelj fotoelektronskega tipa. V osnovni konfiguraciji tega merilnika so proizvajalci dodali vir za električno energijo in radijsko opremo, ki zagotavlja ojačanje in registracijo impulzov PMT. Nedvomno se kombinacija vseh elementov tega sistema izvaja s pomočjo optičnega sistema - lahke cevi. Nadalje v članku upoštevamo načelo delovanja scintilacijskega števca.

Značilnosti dela

Naprava scintilacijskega števca je precej težavna, zato je treba tej temi nameniti več pozornosti. Bistvo te naprave je, kot sledi.

Naprava prejme nabito delce, zaradi česar so vzbujene vse molekule. Po določenem času se ti predmeti umirjajo in v tem procesu sproščajo tako imenovane fotone. Celoten postopek je potreben utrip svetlobe. Določeni fotoni preidejo na fotokatodo. Ta proces je potreben za pojav fotoelektronov.

Kaj se uporablja namesto fosforja?

V tej napravi je bil izumljen nadomestek za element, kot je fosfor. Proizvajalci praviloma uporabljajo:

• kristali organskega tipa;
• scintilatorji iz tekočine, ki morajo biti tudi organskega tipa;
• trdni scintilatorji, ki so izdelani iz plastike;
• Scintilatorji iz plina.

Če pogledamo podatke o zamenjavi fosforja, lahko vidimo, da proizvajalci v večini primerov uporabljajo izključno organske snovi.

Glavna značilnost

Čas je, da se pogovorimo o glavnih značilnostih scintilacijskih števcev. Najprej je treba upoštevati izhod svetlobe, sevanja, tako imenovano spektralno sestavo in trajanje samega scintilacije.

V procesu prehoda skozi scintilator različnih nabojnih delcev nastane določeno število fotonov, ki nosijo tu ali drugo energijo. Precej velik del proizvedenih fotonov bo absorbiran in uničen v samem rezervoarju. Namesto fotonov, ki so bili absorbirani, bodo proizvedene druge vrste delcev, ki bodo predstavljale nekoliko manjše energije. Kot posledica vsega tega delovanja se pojavijo fotoni, katerih lastnosti so značilne izključno iz scintilatorja.

Svetlobni izhod

Nato upoštevajte scintilacijski števec in načelo njegovega delovanja. Zdaj pa bodimo pozorni na svetlobo. Ta postopek se imenuje tudi učinkovitost pretvorbe. Izhodna svetloba je tako imenovano razmerje energije, ki se izračuna z vrednostjo energije nabranega delca, izgubljenega v scintilatorju.

Pri tem dejanju se povprečno število fotonov izključno izloča. To se imenuje tudi energija povprečne narave fotonov. Vsak od delcev, prisotnih v napravi, ne prikazuje monoenergetike zunaj, temveč le spekter z neprekinjenim pasom. Navsezadnje je značilen za to vrsto dela.

Potrebno je pozornost posvetiti najpomembnejšim, saj ta spekter fotonov samostojno zapusti scintilator, ki nam je znan. Pomembno je, da se sovpada ali vsaj delno prekriva s spektralno karakteristiko fotomultiplikatorja. To prekrivanje elementov scintilatorja z drugačno karakteristiko je odvisno samo od faktorja, ki ga določijo proizvajalci.

V tem koeficientu se spekter zunanjega spektra ali spektra naših fotonov sprosti v zunanji medij te naprave. Do danes obstaja taka stvar kot "učinkovitost scintilacije". Primerjava instrumenta z drugimi podatki PMT.

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 oceni v primerjavi s scintilacijsko učinkovitostjo scintilatorja, ki se upošteva kot standard.

Različne spremembe v scintilaciji

Načelo delovanja scintilacijskega števca vsebuje tudi naslednji, nič manj pomemben vidik. Scintilacija je lahko podvržena različnim spremembam. Izračunajo jih po posebnem zakonu.

V njej sem₀ označuje najvišji indikator intenzitete scintilacije, ki ga razmišljamo. Kar zadeva indeks t₀ - potem je to stalna vrednost in označuje čas tako imenovanega dušenja. To oslabitev prikazuje čas, v katerem se intenzivnost v določenem času zmanjša v svojem eksponentu.

Prav tako je treba upoštevati število tako imenovanih fotonov. V našem zakonu je navedeno v črki n.

Kje je skupno število fotonov, ki se oddajajo med procesom scintilacije. Ti fotoni se oddajajo v določenem času in se zabeležijo v instrumentu.

Procesi fosforja

Kot smo že omenili, scintilacijski števci delujejo na podlagi dela elementa, kot je fosfor. V tem elementu se izvaja proces tako imenovane luminescence. In je razdeljen na več vrst:

• Prva vrsta je fluorescenca.
• Druga vrsta je fosforecenca.

Te dve vrsti se razlikujejo, predvsem zaradi časa. Kadar pride do tako imenovanega utripanja v sotočju z drugim procesom ali v časovnem vrstnem redu 10^{-8. mesto} Sek je prva vrsta postopka. Kar se tiče druge vrste, je časovni interval nekoliko večji od prejšnjega tipa. To neskladje skozi čas nastane, ker dan interval ustreza življenju atoma v neurejenem stanju.

Na splošno je trajanje prvega postopka popolnoma neodvisno od indikatorja motenj enega ali drugega atoma, toda kar zadeva proizvodnjo tega procesa, potem na to razburljivost vpliva vplivnost tega elementa. Omeniti je treba tudi dejstvo, da je pri nekaterih kristalih hitrost tako imenovanega pridelka nekoliko manjša kot pri fotografiranju.

Kaj je fosforecenca?

Prednosti scintilacijskega števca vključujejo postopek fosforezence. Po tem konceptu večina ljudi razume le luminescence. Zato upoštevajte te lastnosti, ki temeljijo na tem procesu. Ta proces je tako imenovano nadaljevanje procesa po zaključku določene vrste dela. Fosforecenca kristalnih fosforjev se pojavi, ko se elektroni in luknje rekombinirajo z vzbujanjem. Pri določenih objektih fosforja je absolutno nemogoče upočasniti proces, saj elektroni in njihove luknje sodijo v tako imenovane pasti. Iz teh istih pasti se lahko sprostijo na neodvisen način, vendar za to potrebujejo dodatno energijo kot druge snovi.

V zvezi s tem je trajanje postopka odvisno tudi od določene temperature. Če v procesu sodelujejo druge molekule organske narave, se postopek fosforezence pojavlja le, če so v metastabilnem stanju. Te molekule ne morejo iti v normalno stanje. Samo v tem primeru lahko vidimo odvisnost tega procesa od hitrosti in same temperature.

Značilnosti števcev

Ima scintilacijske števce prednosti in slabosti, ki jih bomo obravnavali v tem poglavju. Najprej opisujemo prednosti naprave, saj so precej številne.

Strokovnjaki razlikujejo razmeroma visoko stopnjo začasne sposobnosti. Do trenutka, ko en impulz, ki ga izda ta naprava, ne presega deset sekund. Toda to velja, če se uporabljajo nekatere naprave. Ta števec ima to številko večkrat manj kot drugi analogi z neodvisno kategorijo. To je super za njegovo uporabo, saj se hitrost štetja veča.

Naslednja pozitivna kakovost teh tipov števcev je precej majhen kazalnik poznega pulza. Toda tak postopek se izvaja šele po tem, ko so delci opravili registracijsko obdobje. To vam omogoča tudi, da neposredno shranite čas impulza te vrste naprave.

Tudi scintilacijski števci imajo precej visoko stopnjo detekcije 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? Ali je ta nemški fizik Kalman Hartmut Paul leta 1947 in 1948. znanstvenik izumil nevtronsko radiografijo. Načelo delovanja scintilacijskega števca omogoča izdelavo precej velike velikosti. To prispeva k dejstvu, da je mogoče izvesti tako imenovano hermetično analizo precej velikega toka energije, ki vključuje ultravijolične žarke.

V sestavo naprave je mogoče uvesti tudi nekatere snovi, s katerimi lahko nevtroni delujejo precej dobro. To, seveda, ima takojšnje pozitivne lastnosti pri izdelavi in ​​prihodnji uporabi takega števca.

Vrsta gradnje

Delci scintilacijskega števca zagotavljajo visoko kakovostno delo. Potrošniki imajo naslednje zahteve za delovanje naprave:

• na tako imenovani fotokatodi je najboljši pokazatelj zbiranja svetlobe;
• na tej fotokatodi je porazdelitev svetlobe izključno enakega tipa;
• nepotrebni delci v napravi so zakriti;
• Magnetna polja nimajo nikakršnega vpliva na celoten nosilni proces;
• koeficient v tem primeru je stabilen.

Pomanjkljivosti scintilacijskega števca so najmanjše. Pri opravljanju dela je potrebno zagotoviti, da amplituda signalnih tipov impulzov ustreza drugim vrstam amplitud.

Števec embalaže

Pogosto se scintilacijski števec pakira v kovinsko posodo, v kateri je steklo na eni strani. Poleg tega mMed posodo in scintilatorjem je nameščena posebna plast materiala, Ne dovoljuje pretočnih ultravijoličnih žarkov in toplote. Plastičnih scintilatorjev ni potrebno pakirati v zapečateni embalaži, ampak vVsi trdni scintilatorji morajo imeti izhodno okno na enem od koncev. Zelo pomembno je, da pazite na embalažo te naprave.

Prednosti števcev

Prednosti scintilacijskega števca sestavljajo naslednji vidiki:

• Občutljivost te naprave je vedno na najvišji ravni, njegova takojšnja učinkovitost pa je odvisna tudi od tega.
• Zmožnosti naprave vključujejo širok spekter storitev.
• Sposobnost razlikovanja med različnimi delci uporablja samo podatke o svoji energiji.

Zaradi zgornjih kazalnikov je ta vrsta števcev zaobšla vse svoje konkurente in je pravica postala najboljša naprava te vrste.

Prav tako je treba omeniti, da njegove pomanjkljivosti vključujejo občutljivo zaznavo sprememb v določeni temperaturi, pa tudi okoljevarstvene razmere.