Сцинтилационният брояч се състои от два компонента, като сцинтилатор (фосфор) и фотоелектронен умножител. В основната конфигурация производителите добавиха към този брояч източник на електрическа енергия и радиооборудване, което осигурява усилване и регистриране на PMT импулси. Доста често комбинирането на всички елементи на тази система се извършва с помощта на оптична система - светловод. По-нататък в статията ще разгледаме принципа на действие на сцинтилационния брояч.
Характеристики на работа
Устройството на сцинтилационния брояч е доста сложно, така че на тази тема трябва да се обърне повече внимание. Същността на работата на този апарат е както следва.
Заредена частица влиза в устройството, в резултат на което всички молекули се възбуждат. Тези обекти се утаяват след определен период от време и в този процес освобождават така наречените фотони. Целият този процес е необходим, за да се появи светкавицата. Някои фотони преминават към фотокатода. Този процес е необходим за появата на фотоелектрони.
Фотоелектроните са фокусирани и доставени дооригинален електрод. Това действие се случва поради работата на така наречения PMT. При последващото действие броят на същите тези електрони се увеличава няколко пъти, което се улеснява от електронна емисия. Резултатът е напрежение. Освен това, той само увеличава незабавния му ефект. Продължителността на импулса и неговата амплитуда на изхода се определят от характерните свойства.
Какво се използва вместо фосфор?
В този апарат е изобретен заместител на такъв елемент като фосфор. Обикновено производителите използват:
- кристали от органичен тип;
- течни сцинтилатори, които също трябва да са от органичен тип;
- твърди сцинтилатори, които са изработени от пластмаса;
- газови сцинтилатори.
Разглеждайки данните за заместването на фосфора, можете да видите, че производителите в повечето случаи използват само органични вещества.
Основна характеристика
Време е да поговорим за основната характеристика на сцинтилационните броячи. На първо място е необходимо да се отбележи светлинната мощност, излъчването, така наречения спектрален състав и самата продължителност на сцинтилацията.
В процеса на преминаване на различни заредени частици през сцинтилатора се произвеждат определен брой фотони, които носят тук или друга енергия. Доста голяма част от произведените фотони ще бъдат погълнати и унищожени в самия резервоар. Вместо фотоникоито са били абсорбирани, ще се получат други видове частици, които ще представляват енергия от малко по-малка природа. В резултат на цялото това действие ще се появят фотони, чиито свойства са характерни изключително за сцинтилатора.
Светлинна мощност
След това разгледайте сцинтилационния брояч и принципа на неговата работа. Сега нека обърнем внимание на мощността на светлината. Този процес се нарича още ефективност от тип преобразуване. Изходът на светлина е така нареченото съотношение на енергията, която излиза към количеството енергия на заредената частица, загубена в сцинтилатора.
При това действие средният брой фотони излиза изключително навън. Това се нарича още енергия на средната природа на фотоните. Всяка от частиците, присъстващи в устройството, не извежда моноенергетиката, а само спектъра като непрекъсната лента. Все пак именно той е характерен за този тип работа.
Трябва да се обърне внимание на най-важното, защото този спектър от фотони самостоятелно напуска познатия ни сцинтилатор. Важно е той да съвпада или поне частично да се припокрива със спектралната характеристика на PMT. Това припокриване на сцинтилаторни елементи с различна характеристика се определя единствено от коефициента, договорен от производителите.
В този коефициент спектърът на външния тип или спектърът на нашите фотони отива във външната среда на това устройство. Днес има такова нещо като "ефективност на сцинтилацията". Това е сравнение на устройството сдруги PMT данни.
Тази концепция съчетава няколко аспекта:
- Ефективността взема предвид броя на нашите фотони, излъчвани от сцинтилатора за единица погълната енергия. Този индикатор също така взема предвид чувствителността на устройството към фотони.
- Ефективността на тази работа, като правило, се оценява чрез сравняване със сцинтилационната ефективност на сцинтилатора, която се приема за стандарт.
Различни промени в сцинтилацията
Принципът на действие на сцинтилационния брояч се състои и от следния не по-малко важен аспект. Сцинтилацията може да бъде подложена на определени промени. Те се изчисляват по специален закон.
В него I0 показва максималната интензивност на сцинтилацията, която разглеждаме. Що се отнася до индикатора t0- той е постоянна стойност и обозначава времето на т.нар. Този спад показва времето, през което интензитетът намалява в стойността си с определени (e) пъти.
Трябва да се обърне внимание и на броя на така наречените фотони. Означава се с буквата n в нашия закон.
Къде е общият брой фотони, излъчени по време на процеса на сцинтилация. Тези фотони се излъчват в определено време и се регистрират в устройството.
Фосфорни работни процеси
Както писахме по-рано, сцинтилационни броячидействат въз основа на работата на такъв елемент като фосфор. В този елемент се осъществява процесът на така наречената луминесценция. И е разделена на няколко вида:
- Първият вид е флуоресценция.
- Вторият вид е фосфоресценция.
Тези два вида се различават основно във времето. Когато така нареченото мигане се появи във връзка с друг процес или през период от време от порядъка на 10-8 сек, това е първият вид процес. Що се отнася до втория тип, тук интервалът от време е малко по-дълъг от предишния тип. Това несъответствие във времето възниква, защото този интервал съответства на живота на атом в неспокойно състояние.
Общо продължителността на първия процес изобщо не зависи от индекса на безпокойство на този или онзи атом, но що се отнася до изхода от този процес, възбудимостта на този елемент го влияе. Заслужава да се отбележи и фактът, че в случай на безпокойство на някои кристали, скоростта на така нареченото излизане е малко по-малка, отколкото при фотовъзбуждане.
Какво е фосфоресценция?
Предимствата на сцинтилационния брояч включват фосфоресцентния процес. Под тази концепция повечето хора разбират само луминесценция. Ето защо ще разгледаме тези характеристики въз основа на този процес. Този процес е така нареченото продължение на процеса след приключване на определен вид работа. Фосфоресценцията на кристалния фосфор възниква от рекомбинацията на електрони и дупки, които са възникнали по време на възбуждане. Със сигурностфосфорни обекти, е абсолютно невъзможно да се забави процеса, тъй като електроните и техните дупки попадат в така наречените капани. От самите тези капани те могат да бъдат освободени сами, но за това те, както и други вещества, трябва да получат допълнителен запас от енергия.
В това отношение продължителността на процеса също зависи от конкретна температура. Ако в процеса участват и други молекули от органична природа, тогава процесът на фосфоресценция протича само ако те са в метастабилно състояние. И тези молекули не могат да преминат в нормално състояние. Само в този случай можем да видим зависимостта на този процес от скоростта и от самата температура.
Характеристики на броячите
Има предимства и недостатъци на сцинтилационния брояч, които ще разгледаме в този раздел. Преди всичко ще опишем предимствата на устройството, защото има доста от тях.
Специалистите подчертават доста висока степен на временна способност. Във времето един импулс, излъчван от това устройство, не надвишава десет секунди. Но това е така, ако се използват определени устройства. Този брояч има този индикатор няколко пъти по-малко от другите му аналози с независим разряд. Това значително допринася за използването му, тъй като скоростта на броене се увеличава няколко пъти.
Следващото положително качество на тези видове броячи е доста малък индикатор за късен импулс. Но такъв процес се извършва само след като частиците преминат периода на регистрация. това е същотови позволява директно да запазвате времето на импулса на този тип устройство.
Също така, сцинтилационните броячи имат доста високо ниво на регистрация на определени частици, които включват неврони и техните лъчи. За да се повиши нивото на регистрация, е наложително тези частици да реагират с така наречените детектори.
Производство на устройства
Кой е изобретил сцинтилационния брояч? Това е направено от немския физик Калман Хартмут Пол през 1947 г., а през 1948 г. ученият изобретява неутронната радиография. Принципът на действие на сцинтилационния брояч позволява да се произвежда в доста голям размер. Това допринася за факта, че е възможно да се извърши така нареченият херметичен анализ на доста голям енергиен поток, който включва ултравиолетови лъчи.
Възможно е също така да се въведат определени вещества в устройството, с които неутроните могат да взаимодействат доста добре. Което, разбира се, има своите непосредствени положителни качества при производството и бъдещата употреба на брояч от това естество.
Тип дизайн
Частиците на сцинтилационния брояч гарантират неговата висококачествена работа. Потребителите имат следните изисквания за работата на устройството:
- на така наречения фотокатод е най-добрият индикатор за събиране на светлина;
- на този фотокатод има изключително равномерно разпределение на светлината;
- ненужните частици в устройството са потъмнени;
- магнитните полета нямат абсолютно никакъв ефект върху целия процес на носител;
- коефициент вв този случай е стабилен.
Недостатъци сцинтилационният брояч има най-минимален. При извършване на работа е задължително да се гарантира, че амплитудата на сигналните типове импулси съответства на други видове амплитуди.
Опаковка
Сцинтилационният брояч често е опакован в метален контейнер със стъкло от едната страна. Освен това между самия контейнер и сцинтилатора се поставя слой от специален материал, който предотвратява навлизането на ултравиолетови лъчи и топлина. Пластмасовите сцинтилатори не е необходимо да се опаковат в запечатани контейнери, но всички твърди сцинтилатори трябва да имат изходен прозорец в единия край. Много е важно да обърнете внимание на опаковката на този уред.
Предимства на метър
Предимствата на сцинтилационния брояч са както следва:
- Чувствителността на това устройство винаги е на най-високо ниво и пряката му ефективност зависи пряко от това.
- Възможностите на инструмента включват широка гама от услуги.
- Възможността за разграничаване на определени частици използва само информация за тяхната енергия.
Дължи се на горните показатели, че този тип измервателни уреди превъзхожда всички свои конкуренти и с право се превърна в най-доброто устройство по рода си.
Заслужава да се отбележи също, че неговите недостатъци включват чувствително възприятиепромени в определена температура, както и условията на околната среда.
