Licznik scyntylacyjny składa się z dwóch elementów, takich jak scyntylator (fosfor) i powielacz typu fotoelektronicznego. W podstawowej konfiguracji producenci dodali do tego licznika źródło zasilania elektrycznego oraz sprzęt radiowy, który zapewnia wzmocnienie i rejestrację impulsów PMT. Dość często łączenie wszystkich elementów tego systemu odbywa się za pomocą układu optycznego – światłowodu. W dalszej części artykułu rozważymy zasadę działania licznika scyntylacyjnego.
Cechy pracy
Urządzenie licznika scyntylacyjnego jest dość skomplikowane, dlatego należy poświęcić temu tematowi więcej uwagi. Istota działania tego aparatu jest następująca.
Naładowana cząsteczka wchodzi do urządzenia, w wyniku czego wszystkie cząsteczki są wzbudzane. Obiekty te po pewnym czasie osiadają iw tym procesie uwalniają tzw. fotony. Cały ten proces jest niezbędny, aby nastąpił błysk światła. Niektóre fotony przechodzą do fotokatody. Ten proces jest niezbędny do pojawienia się fotoelektronów.
Fotoelektrony są skupiane i dostarczane dooryginalna elektroda. Działanie to następuje dzięki pracy tzw. PMT. W kolejnej akcji liczba tych samych elektronów wzrasta kilkakrotnie, co ułatwia emisja elektronów. Rezultatem jest napięcie. Co więcej, tylko zwiększa jego natychmiastowy efekt. Czas trwania impulsu i jego amplituda na wyjściu są określone przez charakterystyczne właściwości.
Co jest używane zamiast fosforu?
W tym aparacie wynaleziono zamiennik dla takiego pierwiastka jak fosfor. Generalnie producenci używają:
- kryształy typu organicznego;
- scyntylatory płynne, które również muszą być typu organicznego;
- solidne scyntylatory wykonane z tworzywa sztucznego;
- scyntylatory gazowe.
Patrząc na dane dotyczące substytucji fosforu można zauważyć, że producenci w większości przypadków stosują wyłącznie substancje organiczne.
Główna cecha
Czas porozmawiać o głównych cechach liczników scyntylacyjnych. Przede wszystkim należy zwrócić uwagę na strumień świetlny, promieniowanie, jego tzw. skład spektralny oraz sam czas trwania scyntylacji.
W procesie przepuszczania różnych naładowanych cząstek przez scyntylator wytwarzana jest pewna liczba fotonów, które przenoszą tutaj lub inną energię. Dość duża część wyprodukowanych fotonów zostanie wchłonięta i zniszczona w samym zbiorniku. Zamiast fotonówktóre zostały zaabsorbowane, powstaną inne rodzaje cząstek, które będą reprezentować energię o nieco mniejszej naturze. W wyniku tego całego działania pojawią się fotony, których właściwości są charakterystyczne wyłącznie dla scyntylatora.
Wyjście światła
Następnie rozważ licznik scyntylacyjny i zasadę jego działania. Zwróćmy teraz uwagę na strumień świetlny. Proces ten jest również nazywany wydajnością typu konwersji. Emisja światła to tak zwany stosunek energii, która wychodzi do ilości energii naładowanej cząstki traconej w scyntylatorze.
W tej akcji średnia liczba fotonów wychodzi wyłącznie na zewnątrz. Nazywa się to również energią przeciętnej natury fotonów. Każda z cząstek obecnych w urządzeniu nie oddaje monoenergetyki, a jedynie widmo jako ciągłe pasmo. W końcu to on jest charakterystyczny dla tego typu pracy.
Należy zwrócić uwagę na najważniejszą rzecz, ponieważ to spektrum fotonów samodzielnie opuszcza znany nam scyntylator. Ważne jest, aby pokrywała się lub przynajmniej częściowo pokrywała się z charakterystyką widmową PMT. To nakładanie się elementów scyntylatora o innej charakterystyce zależy wyłącznie od współczynnika uzgodnionego przez producentów.
W tym współczynniku widmo typu zewnętrznego lub widmo naszych fotonów trafia do środowiska zewnętrznego tego urządzenia. Dziś istnieje coś takiego jak „efektywność scyntylacyjna”. Jest to porównanie urządzenia zinne dane PMT.
Ta koncepcja łączy kilka aspektów:
- Wydajność uwzględnia liczbę naszych fotonów emitowanych przez scyntylator na jednostkę pochłoniętej energii. Wskaźnik ten uwzględnia również czułość urządzenia na fotony.
- Skuteczność tej pracy jest z reguły oceniana przez porównanie z wydajnością scyntylacyjną scyntylatora, która jest traktowana jako standard.
Różne zmiany scyntylacji
Zasada działania licznika scyntylacyjnego obejmuje również nie mniej ważny aspekt. Scyntylacja może podlegać pewnym zmianom. Są one obliczane zgodnie ze specjalnym prawem.
W nim, I0 wskazuje maksymalną intensywność scyntylacji, którą rozważamy. Jeśli chodzi o wskaźnik t0- jest to wartość stała i oznacza czas tzw. tłumienia. Zanik ten pokazuje czas, w którym intensywność zmniejsza swoją wartość o określony (e) czas.
Konieczne jest również zwrócenie uwagi na liczbę tak zwanych fotonów. W naszym prawie jest to oznaczone literą n.
Gdzie jest całkowita liczba fotonów emitowanych podczas procesu scyntylacyjnego. Fotony te są emitowane w określonym czasie i rejestrowane w urządzeniu.
Procesy pracy z fosforem
Jak pisaliśmy wcześniej, liczniki scyntylacyjnedziałać na podstawie pracy takiego pierwiastka jak fosfor. W tym elemencie odbywa się proces tzw. luminescencji. I jest podzielony na kilka typów:
- Pierwszy rodzaj to fluorescencja.
- Drugi rodzaj to fosforescencja.
Te dwa gatunki różnią się przede wszystkim czasem. Gdy tak zwane miganie występuje w połączeniu z innym procesem lub w okresie czasu rzędu 10-8 s, jest to pierwszy rodzaj procesu. Jeśli chodzi o drugi typ, tutaj przedział czasu jest nieco dłuższy niż w poprzednim typie. Ta rozbieżność w czasie powstaje, ponieważ ten okres odpowiada życiu atomu w stanie niespokojnym.
W sumie czas trwania pierwszego procesu wcale nie zależy od wskaźnika niepokoju tego czy innego atomu, ale co do wyjścia tego procesu, to wpływa na niego pobudliwość tego pierwiastka. Warto również zwrócić uwagę na fakt, że w przypadku niepokoju niektórych kryształów szybkość tzw. wyjścia jest nieco mniejsza niż przy fotowzbudzaniu.
Co to jest fosforescencja?
Do zalet licznika scyntylacyjnego należy proces fosforescencji. W ramach tej koncepcji większość ludzi rozumie tylko luminescencję. Dlatego rozważymy te funkcje w oparciu o ten proces. Proces ten jest tzw. kontynuacją procesu po zakończeniu określonego rodzaju pracy. Fosforescencja luminoforów krystalicznych powstaje w wyniku rekombinacji elektronów i dziur, które powstały podczas wzbudzania. W niektórychobiekty fosforowe absolutnie niemożliwe jest spowolnienie tego procesu, ponieważ elektrony i ich dziury wpadają w tak zwane pułapki. Z tych samych pułapek mogą zostać uwolnione samodzielnie, ale w tym celu, podobnie jak inne substancje, muszą otrzymać dodatkowy zapas energii.
Pod tym względem czas trwania procesu zależy również od określonej temperatury. Jeżeli w procesie biorą udział również inne cząsteczki o charakterze organicznym, to proces fosforescencji zachodzi tylko wtedy, gdy są one w stanie metastabilnym. A te cząsteczki nie mogą przejść do normalnego stanu. Tylko w tym przypadku widzimy zależność tego procesu od prędkości i samej temperatury.
Funkcje liczników
Posiada licznik scyntylacyjny zalety i wady, które rozważymy w tej sekcji. Przede wszystkim opiszemy zalety urządzenia, bo jest ich całkiem sporo.
Specjaliści zwracają uwagę na dość wysoki wskaźnik tymczasowych zdolności. Z czasem jeden impuls emitowany przez to urządzenie nie przekracza dziesięciu sekund. Ale tak jest w przypadku korzystania z niektórych urządzeń. Ten licznik ma ten wskaźnik kilka razy mniej niż jego inne analogi z niezależnym rozładowaniem. To bardzo przyczynia się do jego wykorzystania, ponieważ prędkość liczenia wzrasta kilkakrotnie.
Następną pozytywną cechą tego typu liczników jest raczej mały wskaźnik późnego impulsu. Ale taki proces jest przeprowadzany dopiero po przejściu przez cząstki okresu rejestracji. to jest to samopozwala bezpośrednio zaoszczędzić czas impulsu tego typu urządzenia.
Ponadto liczniki scyntylacyjne mają dość wysoki poziom rejestracji niektórych cząstek, w tym neuronów i ich promieni. W celu zwiększenia poziomu rejestracji konieczne jest, aby cząstki te reagowały z tzw. detektorami.
Produkcja urządzeń
Kto wynalazł licznik scyntylacyjny? Zrobił to niemiecki fizyk Kalman Hartmut Paul w 1947 r., A w 1948 r. naukowiec wynalazł radiografię neutronową. Zasada działania licznika scyntylacyjnego pozwala na jego wykonanie w dość dużych rozmiarach. Przyczynia się to do tego, że możliwe jest przeprowadzenie tak zwanej analizy hermetycznej dość dużego strumienia energii, który obejmuje promienie ultrafioletowe.
Możliwe jest również wprowadzenie do urządzenia pewnych substancji, z którymi neutrony mogą całkiem dobrze oddziaływać. Co oczywiście ma natychmiastowe pozytywne cechy w produkcji i przyszłym użytkowaniu licznika tego rodzaju.
Typ projektu
Cząsteczki licznika scyntylacyjnego zapewniają jego wysoką jakość. Konsumenci mają następujące wymagania dotyczące działania urządzenia:
- na tak zwanej fotokatodzie jest najlepszym wskaźnikiem zbierania światła;
- na tej fotokatodzie występuje wyjątkowo równomierny rodzaj rozsyłu światła;
- niepotrzebne cząsteczki w urządzeniu są przyciemnione;
- pola magnetyczne nie mają absolutnie żadnego wpływu na cały proces przenoszenia;
- współczynnik ww tym przypadku jest stabilny.
Wady Licznik scyntylacyjny ma najmniejszą wartość. Podczas wykonywania pracy należy koniecznie upewnić się, że amplituda rodzajów impulsów sygnału odpowiada innym rodzajom amplitud.
Opakowanie na ladę
Licznik scyntylacyjny jest często pakowany w metalowy pojemnik ze szkłem z jednej strony. Dodatkowo pomiędzy samym pojemnikiem a scyntylatorem umieszczona jest warstwa specjalnego materiału, który zapobiega przedostawaniu się promieni ultrafioletowych i ciepła. Plastikowe scyntylatory nie muszą być pakowane w szczelne pojemniki, jednak wszystkie stałe scyntylatory muszą mieć okienko wyjściowe na jednym końcu. Bardzo ważne jest, aby zwracać uwagę na opakowanie tego urządzenia.
Korzyści z licznika
Zalety licznika scyntylacyjnego są następujące:
- Czułość tego urządzenia jest zawsze na najwyższym poziomie, a jego bezpośrednia skuteczność bezpośrednio od tego zależy.
- Możliwości instrumentu obejmują szeroki zakres usług.
- Zdolność do rozróżniania niektórych cząstek wykorzystuje tylko informacje o ich energii.
To dzięki powyższym wskaźnikom ten typ miernika przewyższał wszystkich swoich konkurentów i słusznie stał się najlepszym urządzeniem w swoim rodzaju.
Warto również zauważyć, że do jego wad należy wrażliwa percepcjazmiany w określonej temperaturze, a także w warunkach środowiskowych.
