Scintilacioni brojač se sastoji od dve komponente, kao što su scintilator (fosfor) i fotoelektronski množilac. U osnovnoj konfiguraciji, proizvođači su ovom brojaču dodali izvor za električnu energiju i radio opremu koja omogućava pojačanje i registraciju PMT impulsa. Vrlo često se kombinacija svih elemenata ovog sistema izvodi pomoću optičkog sistema - svjetlosnog vodiča. Dalje u članku ćemo razmotriti princip rada scintilacionog brojača.
Karakteristike rada
Uređaj scintilacionog brojača je prilično komplikovan, pa ovoj temi treba posvetiti više pažnje. Suština rada ovog aparata je sljedeća.
Nabijena čestica ulazi u uređaj, zbog čega se svi molekuli pobuđuju. Ovi objekti se slegnu nakon određenog vremenskog perioda i pri tom oslobađaju takozvane fotone. Cijeli ovaj proces je neophodan da bi došlo do bljeska svjetlosti. Određeni fotoni prolaze do fotokatode. Ovaj proces je neophodan za pojavu fotoelektrona.
Fotoelektroni su fokusirani i isporučenioriginalna elektroda. Ova akcija nastaje zbog rada tzv. PMT-a. U naknadnoj akciji, broj tih istih elektrona se povećava nekoliko puta, što je olakšano emisijom elektrona. Rezultat je napetost. Nadalje, to samo povećava njegov trenutni učinak. Trajanje pulsa i njegova amplituda na izlazu određuju se karakterističnim svojstvima.
Šta se koristi umjesto fosfora?
U ovom aparatu izmišljena je zamjena za takav element kao što je fosfor. Općenito, proizvođači koriste:
- kristali organskog tipa;
- tečni scintilatori, koji takođe moraju biti organskog tipa;
- čvrsti scintilatori koji su napravljeni od plastike;
- gasni scintilatori.
Gledajući podatke o supstituciji fosfora, možete vidjeti da proizvođači u većini slučajeva koriste samo organske tvari.
Glavna karakteristika
Vrijeme je da razgovaramo o glavnoj karakteristici scintilacionih brojača. Prije svega, potrebno je obratiti pažnju na izlaznu svjetlost, zračenje, njen takozvani spektralni sastav i samo trajanje scintilacije.
U procesu prolaska različitih naelektrisanih čestica kroz scintilator nastaje određeni broj fotona koji nose ovu ili drugu energiju. Prilično veliki dio proizvedenih fotona bit će apsorbiran i uništen u samom spremniku. Umjesto fotonakoje su apsorbovane, proizvodiće se druge vrste čestica koje će predstavljati energiju nešto manje prirode. Kao rezultat svih ovih akcija pojavit će se fotoni čija su svojstva karakteristična isključivo za scintilator.
Svjetlosni izlaz
Dalje, razmotrite scintilacioni brojač i princip njegovog rada. Sada obratimo pažnju na izlaz svjetla. Ovaj proces se takođe naziva efikasnost tipa konverzije. Izlaz svjetlosti je takozvani odnos energije koja izlazi i količine energije nabijene čestice izgubljene u scintilatoru.
U ovoj akciji prosječan broj fotona ide isključivo van. Ovo se također naziva energija prosječne prirode fotona. Svaka od čestica prisutnih u uređaju ne donosi monoenergetiku, već samo spektar kao kontinuiranu traku. Uostalom, on je karakterističan za ovu vrstu posla.
Neophodno je obratiti pažnju na ono najvažnije, jer ovaj spektar fotona samostalno napušta nama poznat scintilator. Važno je da se poklapa ili barem djelomično preklapa sa spektralnom karakteristikom PMT. Ovo preklapanje elemenata scintilatora sa različitim karakteristikama je određeno isključivo koeficijentom koji su dogovorili proizvođači.
U ovom koeficijentu, spektar vanjskog tipa ili spektar naših fotona ide u vanjsko okruženje ovog uređaja. Danas postoji takva stvar kao "efikasnost scintilacije". To je poređenje uređaja saostali PMT podaci.
Ovaj koncept kombinuje nekoliko aspekata:
- Efikasnost uzima u obzir broj naših fotona koje emituje scintilator po jedinici apsorbovane energije. Ovaj indikator također uzima u obzir osjetljivost uređaja na fotone.
- Efikasnost ovog rada se, po pravilu, ocenjuje upoređivanjem sa scintilacionom efikasnošću scintilatora, koja se uzima kao standard.
Razne promjene scintilacije
Princip rada scintilacionog brojača takođe se sastoji od sljedećeg ne manje važnog aspekta. Scintilacija može biti podvrgnuta određenim promjenama. Obračunavaju se prema posebnom zakonu.
U njemu, I0 označava maksimalni intenzitet scintilacije koji razmatramo. Što se tiče indikatora t0- on je konstantna vrijednost i označava vrijeme tzv. slabljenja. Ovaj pad pokazuje vrijeme tokom kojeg intenzitet opada u svojoj vrijednosti za određena (e) puta.
Takođe je potrebno obratiti pažnju na broj tzv. fotona. Označava se slovom n u našem zakonu.
Gdje je ukupan broj fotona emitovanih tokom procesa scintilacije. Ovi fotoni se emituju u određeno vrijeme i registruju u uređaju.
Procesi rada fosfora
Kao što smo ranije pisali, scintilacioni brojačidjeluju na osnovu rada takvog elementa kao što je fosfor. U ovom elementu se odvija proces tzv. luminiscencije. I podijeljen je na nekoliko tipova:
- Prva vrsta je fluorescencija.
- Druga vrsta je fosforescencija.
Ove dvije vrste se prvenstveno razlikuju po vremenu. Kada se takozvano treptanje pojavi u vezi sa drugim procesom ili tokom vremenskog perioda od 10-8 sek, ovo je prva vrsta procesa. Što se tiče druge vrste, ovdje je vremenski interval nešto duži od prethodnog tipa. Ovo neslaganje u vremenu nastaje zato što ovaj interval odgovara životu atoma u nemirnom stanju.
Ukupno, trajanje prvog procesa uopšte ne zavisi od indeksa nemira ovog ili onog atoma, ali što se tiče izlaza ovog procesa, na njega utiče ekscitabilnost ovog elementa. Vrijedi napomenuti i činjenicu da je u slučaju nemira pojedinih kristala brzina tzv. izlaza nešto manja nego kod fotoekscitacije.
Šta je fosforescencija?
Prednosti scintilacionog brojača uključuju proces fosforescencije. Pod ovim konceptom većina ljudi razumije samo luminiscenciju. Stoga ćemo ove karakteristike razmotriti na osnovu ovog procesa. Ovaj proces je takozvani nastavak procesa nakon završetka određene vrste posla. Fosforescencija kristalnog fosfora nastaje rekombinacijom elektrona i rupa koje su nastale tokom ekscitacije. U određenimfosfornih objekata, apsolutno je nemoguće usporiti proces, jer elektroni i njihove rupe padaju u takozvane zamke. Iz ovih zamki se mogu sami osloboditi, ali za to, kao i druge supstance, moraju dobiti dodatnu zalihu energije.
U tom smislu, trajanje procesa zavisi i od određene temperature. Ako u procesu učestvuju i drugi molekuli organske prirode, onda se proces fosforescencije javlja samo ako su u metastabilnom stanju. A ovi molekuli ne mogu prijeći u normalno stanje. Samo u ovom slučaju možemo vidjeti ovisnost ovog procesa od brzine i od same temperature.
Karakteristike brojača
Ima prednosti i nedostatke scintilacionog brojača, koje ćemo razmotriti u ovom odeljku. Prije svega ćemo opisati prednosti uređaja, jer ih ima dosta.
Specijalisti ističu prilično visoku stopu privremene sposobnosti. Vremenski, jedan impuls koji emituje ovaj uređaj ne prelazi deset sekundi. Ali to je slučaj ako se koriste određeni uređaji. Ovaj brojač ima ovaj indikator nekoliko puta manji od ostalih analoga sa nezavisnim pražnjenjem. To uvelike doprinosi njenoj upotrebi, jer se brzina brojanja povećava nekoliko puta.
Sljedeći pozitivan kvalitet ovih tipova brojača je prilično mali pokazatelj kasnog impulsa. Ali takav proces se provodi tek nakon što čestice prođu period registracije. to je istoomogućava vam da direktno uštedite vrijeme pulsa ovog tipa uređaja.
Također, scintilacioni brojači imaju prilično visok nivo registracije određenih čestica, koje uključuju neurone i njihove zrake. Da bi se povećao nivo registracije, neophodno je da ove čestice reaguju sa tzv. detektorima.
Proizvodnja uređaja
Ko je izumio scintilacioni brojač? To je učinio njemački fizičar Kalman Hartmut Paul 1947. godine, a 1948. godine naučnik je izumio neutronsku radiografiju. Princip rada scintilacionog brojača omogućava da se proizvodi u prilično velikoj veličini. To doprinosi činjenici da je moguće izvršiti takozvanu hermetičku analizu prilično velikog energetskog fluksa, koji uključuje ultraljubičaste zrake.
Takođe je moguće uvesti određene supstance u uređaj, sa kojima neutroni mogu dosta dobro da komuniciraju. Što, naravno, ima svoje neposredne pozitivne kvalitete u proizvodnji i budućoj upotrebi brojača ove prirode.
Tip dizajna
Čestice scintilacionog brojača osiguravaju njegove visokokvalitetne performanse. Potrošači imaju sljedeće zahtjeve za rad uređaja:
- na takozvanoj fotokatodi je najbolji indikator sakupljanja svjetlosti;
- na ovoj fotokatodi postoji izuzetno ujednačen tip distribucije svjetlosti;
- nepotrebne čestice u uređaju su zatamnjene;
- magnetna polja nemaju apsolutno nikakav uticaj na ceo proces nosioca;
- koeficijent uu ovom slučaju je stabilan.
Nedostaci scintilacioni brojač ima najviše minimalnih. Prilikom izvođenja radova, neophodno je osigurati da amplituda tipova signala impulsa odgovara drugim vrstama amplituda.
Š alter ambalaža
Scintilacioni brojač je često upakovan u metalnu posudu sa staklom na jednoj strani. Osim toga, između same posude i scintilatora postavlja se sloj specijalnog materijala koji sprječava ulazak ultraljubičastih zraka i topline. Plastični scintilatori ne moraju da se pakuju u zapečaćene kontejnere, međutim, svi čvrsti scintilatori moraju imati izlazni prozor na jednom kraju. Veoma je važno obratiti pažnju na pakovanje ovog aparata.
Beneficije merača
Prednosti scintilacionog brojača su sljedeće:
- Osetljivost ovog uređaja je uvek na najvišem nivou, a od toga direktno zavisi i njegova direktna efikasnost.
- Mogućnosti instrumenta uključuju širok spektar usluga.
- Mogućnost razlikovanja između određenih čestica koristi samo informacije o njihovoj energiji.
Zahvaljujući gore navedenim pokazateljima da je ovaj tip mjerača nadmašio sve svoje konkurente i s pravom postao najbolji uređaj te vrste.
Vrijedi napomenuti da njegovi nedostaci uključuju osjetljivu percepcijupromene određene temperature, kao i uslova okoline.
