Scintillasjonstelleren består av to komponenter, for eksempel en scintillator (fosfor) og en fotoelektronisk type multiplikator. I den grunnleggende konfigurasjonen la produsentene til denne telleren en kilde for elektrisk kraft og radioutstyr som gir forsterkning og registrering av PMT-pulser. Ganske ofte utføres kombinasjonen av alle elementene i dette systemet ved hjelp av et optisk system - en lysguide. Videre i artikkelen vil vi vurdere prinsippet for drift av en scintillasjonsteller.
Arbeidsfunksjoner
Enheten til en scintillasjonsteller er ganske komplisert, så dette emnet må vies mer oppmerksomhet. Essensen av driften av dette apparatet er som følger.
En ladet partikkel kommer inn i enheten, som et resultat av at alle molekyler eksiteres. Disse objektene slår seg ned etter en viss tid, og i denne prosessen frigjør de de såk alte fotonene. Hele denne prosessen er nødvendig for at lysglimt skal oppstå. Visse fotoner passerer til fotokatoden. Denne prosessen er nødvendig for utseendet til fotoelektroner.
Fotoelektroner er fokusert og levert tiloriginal elektrode. Denne handlingen skjer på grunn av arbeidet til den såk alte PMT. I den påfølgende handlingen øker antallet av de samme elektronene flere ganger, noe som forenkles av elektronemisjon. Resultatet er spenning. Videre øker det bare dens umiddelbare effekt. Varigheten av pulsen og dens amplitude ved utgangen bestemmes av de karakteristiske egenskapene.
Hva brukes i stedet for fosfor?
I dette apparatet ble en erstatning for et element som fosfor oppfunnet. Vanligvis bruker produsenter:
- organiske krystaller;
- flytende scintillatorer, som også må være av organisk type;
- solide scintillatorer som er laget av plast;
- gasscintillatorer.
Når du ser på dataene om fosforsubstitusjon, kan du se at produsenter i de fleste tilfeller kun bruker organiske stoffer.
Hovedkjennetegn
Det er på tide å snakke om hovedkarakteristikken til scintillasjonstellere. Først av alt er det nødvendig å merke seg lyseffekten, strålingen, dens såk alte spektrale sammensetning og selve varigheten av scintillasjonen.
I prosessen med å føre ulike ladede partikler gjennom scintillatoren, produseres et visst antall fotoner, som frakter hit eller en annen energi. En ganske stor del av de produserte fotonene vil bli absorbert og ødelagt i selve tanken. I stedet for fotonersom har blitt absorbert, vil det produseres andre typer partikler, som vil representere energi av noe mindre art. Som et resultat av all denne handlingen vil det dukke opp fotoner, hvis egenskaper er karakteristiske utelukkende for scintillatoren.
Lyseffekt
Vurder deretter scintillasjonstelleren og prinsippet for dens drift. La oss nå ta hensyn til lyseffekten. Denne prosessen kalles også konverteringseffektivitet. Utgangen av lys er det såk alte forholdet mellom energien som kommer ut og energimengden til den ladede partikkelen som går tapt i scintillatoren.
I denne handlingen går gjennomsnittlig antall fotoner utelukkende utenfor. Dette kalles også energien til fotonenes gjennomsnittlige natur. Hver av partiklene som er tilstede i enheten får ikke frem monoenergetikken, men bare spekteret som et kontinuerlig bånd. Det er tross alt han som er karakteristisk for denne typen arbeid.
Det er nødvendig å ta hensyn til det viktigste, fordi dette spekteret av fotoner uavhengig etterlater scintillatoren kjent for oss. Det er viktig at det faller sammen eller i det minste delvis overlapper med spektralkarakteristikken til PMT. Denne overlappingen av scintillatorelementer med en annen karakteristikk bestemmes utelukkende av koeffisienten avt alt av produsentene.
I denne koeffisienten går spekteret til den ytre typen eller spekteret til fotonene våre inn i det ytre miljøet til denne enheten. I dag finnes det noe som heter "scintillasjonseffektivitet". Det er en sammenligning av enheten medandre PMT-data.
Dette konseptet kombinerer flere aspekter:
- Effektivitet tar hensyn til antallet fotoner våre som sendes ut av scintillatoren per enhet absorbert energi. Denne indikatoren tar også hensyn til enhetens følsomhet for fotoner.
- Effektiviteten til dette arbeidet blir som regel evaluert ved å sammenligne med scintillasjonseffektiviteten til scintillatoren, som er tatt som en standard.
Ulike scintillasjonsendringer
Driftsprinsippet til en scintillasjonsteller består også av følgende ikke mindre viktige aspekt. Scintillasjon kan bli utsatt for visse endringer. De beregnes i henhold til en spesiell lov.
I den indikerer I0 den maksimale intensiteten til scintillasjonen vi vurderer. Når det gjelder indikatoren t0- den er en konstant verdi og den angir tidspunktet for den såk alte dempningen. Dette forfallet viser tiden hvor intensiteten avtar med visse (e) ganger.
Det er også nødvendig å ta hensyn til antall såk alte fotoner. Det er merket med bokstaven n i vår lov.
Hvor er det totale antallet fotoner som sendes ut under scintillasjonsprosessen. Disse fotonene sendes ut på et bestemt tidspunkt og registreres i enheten.
Fosforarbeidsprosesser
Som vi skrev tidligere, scintillasjonstellerehandle på grunnlag av arbeidet til et slikt element som fosfor. I dette elementet utføres prosessen med såk alt luminescens. Og den er delt inn i flere typer:
- Den første typen er fluorescens.
- Den andre typen er fosforescens.
Disse to artene skiller seg først og fremst fra hverandre i tid. Når den såk alte blinkingen skjer i forbindelse med en annen prosess eller i løpet av en tidsperiode i størrelsesorden 10-8 sek, er dette den første typen prosess. Når det gjelder den andre typen, her er tidsintervallet noe lengre enn den forrige typen. Denne uoverensstemmelsen i tid oppstår fordi dette intervallet tilsvarer livet til et atom i en rastløs tilstand.
Tot alt avhenger varigheten av den første prosessen ikke i det hele tatt av indeksen for rastløshet til dette eller det atomet, men når det gjelder produksjonen av denne prosessen, er det eksitabiliteten til dette elementet som påvirker det. Det er også verdt å merke seg det faktum at ved rastløshet til visse krystaller, er hastigheten på den såk alte utgangen noe mindre enn ved fotoeksitasjon.
Hva er fosforescens?
Fordelene med scintillasjonstelleren inkluderer fosforescensprosessen. Under dette konseptet forstår de fleste bare luminescens. Derfor vil vi vurdere disse funksjonene basert på denne prosessen. Denne prosessen er den såk alte fortsettelsen av prosessen etter fullføring av en bestemt type arbeid. Fosforescens av krystallfosfor oppstår fra rekombinasjon av elektroner og hull som har oppstått under eksitasjon. I vissefosforobjekter, er det absolutt umulig å bremse prosessen, siden elektroner og deres hull faller i såk alte feller. Fra nettopp disse fellene kan de slippes ut av seg selv, men for dette trenger de, i likhet med andre stoffer, å få en ekstra tilførsel av energi.
I denne forbindelse avhenger varigheten av prosessen også av en bestemt temperatur. Hvis andre molekyler av organisk natur også deltar i prosessen, så skjer prosessen med fosforescens bare hvis de er i en metastabil tilstand. Og disse molekylene kan ikke gå inn i en normal tilstand. Bare i dette tilfellet kan vi se avhengigheten av denne prosessen av hastigheten og av selve temperaturen.
Funksjoner ved tellere
Har en scintillasjonsteller fordeler og ulemper, som vi vil vurdere i denne delen. Først av alt vil vi beskrive fordelene med enheten, fordi det er ganske mange av dem.
Spesialister fremhever en ganske høy grad av midlertidig evne. Med tiden overskrider ikke én puls som sendes ut av denne enheten ti sekunder. Men dette er tilfellet hvis visse enheter brukes. Denne telleren har denne indikatoren flere ganger mindre enn dens andre analoger med en uavhengig utladning. Dette bidrar sterkt til bruken, fordi tellehastigheten øker flere ganger.
Den neste positive egenskapen til denne typen tellere er en ganske liten indikator på en sen impuls. Men en slik prosess utføres først etter at partiklene har passert registreringsperioden. det er det sammelar deg lagre pulstiden til denne typen enhet direkte.
Scintillasjonstellere har også et ganske høyt nivå for registrering av visse partikler, som inkluderer nevroner og deres stråler. For å øke registreringsnivået er det avgjørende at disse partiklene reagerer med de såk alte detektorene.
Produksjon av enheter
Hvem oppfant scintillasjonstelleren? Dette ble gjort av den tyske fysikeren Kalman Hartmut Paul i 1947, og i 1948 oppfant forskeren nøytronradiografi. Driftsprinsippet til scintillasjonstelleren gjør at den kan produseres i en ganske stor størrelse. Dette bidrar til at det er mulig å utføre den såk alte hermetiske analysen av en ganske stor energifluks, som inkluderer ultrafiolette stråler.
Det er også mulig å introdusere visse stoffer i enheten, som nøytroner kan samhandle ganske bra med. Noe som selvfølgelig har sine umiddelbare positive egenskaper ved fremstilling og fremtidig bruk av en disk av denne art.
Designtype
Partikler i scintillasjonstelleren sikrer ytelse av høy kvalitet. Forbrukere har følgende krav til driften av enheten:
- på den såk alte fotokatoden er den beste indikatoren på lyssamling;
- på denne fotokatoden er det en usedvanlig jevn type lysfordeling;
- unødvendige partikler i enheten er mørklagt;
- magnetiske felt har absolutt ingen effekt på hele operatørprosessen;
- koeffisient inni dette tilfellet er stabil.
Ulemper scintillasjonsteller har den mest minimale. Når du utfører arbeid, er det viktig å sørge for at amplituden til sign altypene av pulser tilsvarer andre typer amplituder.
Telleremballasje
Scintillasjonstelleren er ofte pakket i en metallbeholder med glass på den ene siden. I tillegg legges et lag med spesialmateriale mellom selve beholderen og scintillatoren, som hindrer ultrafiolette stråler og varme i å komme inn. Plastscintillatorer trenger ikke pakkes i forseglede beholdere, men alle solide scintillatorer må ha et utgangsvindu i den ene enden. Det er veldig viktig å være oppmerksom på emballasjen til dette apparatet.
meterfordeler
Fordelene med scintillasjonstelleren er som følger:
- Følsomheten til denne enheten er alltid på høyeste nivå, og dens direkte effektivitet avhenger direkte av dette.
- Instrumentets muligheter inkluderer et bredt spekter av tjenester.
- Evnen til å skille mellom visse partikler bruker kun informasjon om deres energi.
Det er på grunn av indikatorene ovenfor at denne typen målere overgikk alle sine konkurrenter og ble med rette den beste enheten i sitt slag.
Det er også verdt å merke seg at ulempene inkluderer sensitiv persepsjonendringer i en bestemt temperatur, så vel som miljøforhold.
