Contorul de scintilație este format din două componente, cum ar fi un scintilator (fosfor) și un multiplicator de tip fotoelectronic. În configurația de bază, producătorii au adăugat acestui contor o sursă de energie electrică și echipamente radio care asigură amplificarea și înregistrarea impulsurilor PMT. Destul de des, combinația tuturor elementelor acestui sistem se realizează folosind un sistem optic - un ghid de lumină. În continuare, în articol, vom lua în considerare principiul de funcționare al unui contor de scintilații.
Caracteristici de lucru
Dispozitivul unui contor de scintilație este destul de complicat, așa că acestui subiect trebuie să i se acorde mai multă atenție. Esența funcționării acestui aparat este următoarea.
O particulă încărcată intră în dispozitiv, în urma căreia toate moleculele sunt excitate. Aceste obiecte se așează după o anumită perioadă de timp, iar în acest proces eliberează așa-numiții fotoni. Tot acest proces este necesar pentru ca fulgerul de lumină să apară. Anumiți fotoni trec la fotocatod. Acest proces este necesar pentru apariția fotoelectronilor.
Fotoelectronii sunt concentrați și livrați cătreelectrod original. Această acțiune are loc datorită muncii așa-numitului PMT. În acțiunea ulterioară, numărul acestor electroni crește de mai multe ori, ceea ce este facilitat de emisia de electroni. Rezultatul este tensiunea. În plus, nu face decât să-și mărească efectul imediat. Durata pulsului și amplitudinea acestuia la ieșire sunt determinate de proprietățile caracteristice.
Ce se folosește în loc de fosfor?
În acest aparat, a fost inventat un înlocuitor pentru un astfel de element precum fosforul. În general, producătorii folosesc:
- cristale de tip organic;
- scintilatoare lichide, care trebuie să fie și de tip organic;
- scintilatoare solide din plastic;
- scintilatoare cu gaz.
Privind datele privind înlocuirea fosforului, puteți observa că producătorii folosesc în cele mai multe cazuri numai substanțe organice.
Caracteristica principală
Este timpul să vorbim despre caracteristica principală a contoarelor de scintilație. În primul rând, este necesar să se noteze puterea de lumină, radiația, așa-numita compoziție spectrală și însăși durata scintilației.
În procesul de trecere a diferitelor particule încărcate prin scintilator, se produc un anumit număr de fotoni, care transportă aici sau altă energie. O parte destul de mare din fotonii produși vor fi absorbiți și distruși în rezervorul însuși. În loc de fotonicare au fost absorbite se vor produce alte tipuri de particule, care vor reprezenta energie de o natură ceva mai mică. În urma acestei acțiuni, vor apărea fotoni ale căror proprietăți sunt caracteristice exclusiv scintilatorului.
Ieșire luminoasă
În continuare, luați în considerare contorul de scintilații și principiul funcționării acestuia. Acum să fim atenți la puterea de lumină. Acest proces se mai numește și eficiență de tip conversie. Ieșirea luminii este așa-numitul raport dintre energia care iese și cantitatea de energie a particulei încărcate pierdută în scintilator.
În această acțiune, numărul mediu de fotoni iese exclusiv în exterior. Aceasta se mai numește și energia naturii medii a fotonilor. Fiecare dintre particulele prezente în dispozitiv nu scoate la iveală monoenergetica, ci doar spectrul ca o bandă continuă. La urma urmei, el este cel care este caracteristic acestui tip de muncă.
Este necesar să acordăm atenție celui mai important lucru, deoarece acest spectru de fotoni ne lasă independent scintilatorul cunoscut. Este important ca acesta să coincidă sau cel puțin parțial să se suprapună cu caracteristica spectrală a PMT. Această suprapunere a elementelor scintilatoarelor cu o caracteristică diferită este determinată numai de coeficientul convenit de producători.
În acest coeficient, spectrul de tip exterior sau spectrul fotonilor noștri intră în mediul extern al acestui dispozitiv. Astăzi există așa ceva ca „eficiența scintilației”. Este o comparație a dispozitivului cu alte date PMT.
Acest concept combină mai multe aspecte:
- Eficiența ia în considerare numărul de fotoni noștri emiși de scintilator pe unitatea de energie absorbită. Acest indicator ia în considerare și sensibilitatea dispozitivului la fotoni.
- Eficacitatea acestei lucrări, de regulă, este evaluată prin compararea cu eficiența de scintilație a scintilatorului, care este luată ca standard.
Diferite modificări de scintilație
Principiul de funcționare al unui contor de scintilație constă și în următorul aspect nu mai puțin important. Scintilația poate fi supusă anumitor modificări. Acestea sunt calculate conform unei legi speciale.
În el, I0 indică intensitatea maximă a scintilației pe care o luăm în considerare. În ceea ce privește indicatorul t0- este o valoare constantă și denotă timpul așa-numitei atenuări. Această decădere arată timpul în care intensitatea scade în valoare de anumite (e) ori.
De asemenea, este necesar să acordați atenție numărului de așa-numiți fotoni. Este notat cu litera n în legea noastră.
Unde este numărul total de fotoni emiși în timpul procesului de scintilație. Acești fotoni sunt emiși la un anumit moment și înregistrați în dispozitiv.
Procese de lucru cu fosfor
Așa cum am scris mai devreme, contoare de scintilațieacționează pe baza activității unui astfel de element precum fosforul. În acest element, se realizează procesul așa-numitei luminiscențe. Și este împărțit în mai multe tipuri:
- Primul fel este fluorescența.
- Al doilea fel este fosforescența.
Aceste două specii diferă în primul rând în timp. Când așa-numita intermitere are loc împreună cu un alt proces sau într-o perioadă de timp de ordinul a 10-8 sec, acesta este primul tip de proces. În ceea ce privește al doilea tip, aici intervalul de timp este ceva mai lung decât tipul anterior. Această discrepanță în timp apare deoarece acest interval corespunde vieții unui atom într-o stare agitată.
În total, durata primului proces nu depinde deloc de indicele de neliniște al unui atom sau al unui atom, dar în ceea ce privește rezultatul acestui proces, excitabilitatea acestui element este cea care îl afectează. De asemenea, este de remarcat faptul că, în cazul neliniștii anumitor cristale, rata așa-numitei ieșiri este ceva mai mică decât în cazul fotoexcitației.
Ce este fosforescența?
Avantajele contorului de scintilație includ procesul de fosforescență. Conform acestui concept, majoritatea oamenilor înțeleg doar luminiscența. Prin urmare, vom lua în considerare aceste caracteristici pe baza acestui proces. Acest proces este așa-numita continuare a procesului după finalizarea unui anumit tip de muncă. Fosforescența fosforilor de cristal apare din recombinarea electronilor și a găurilor care au apărut în timpul excitației. În anumiteobiecte din fosfor, este absolut imposibil să încetiniți procesul, deoarece electronii și găurile lor cad în așa-numitele capcane. Chiar din aceste capcane, ele pot fi eliberate singure, dar pentru aceasta, ca și alte substanțe, trebuie să primească o sursă suplimentară de energie.
În acest sens, durata procesului depinde și de o anumită temperatură. Dacă la proces iau parte și alte molecule de natură organică, atunci procesul de fosforescență are loc numai dacă sunt într-o stare metastabilă. Și aceste molecule nu pot intra într-o stare normală. Numai în acest caz putem vedea dependența acestui proces de viteză și de temperatură în sine.
Caracteristici ale contoarelor
Are un contor de scintilație avantaje și dezavantaje, pe care le vom lua în considerare în această secțiune. În primul rând, vom descrie avantajele dispozitivului, deoarece sunt destul de multe.
Specialistii evidențiază o rată destul de ridicată de abilități temporare. În timp, un impuls emis de acest dispozitiv nu depășește zece secunde. Dar acesta este cazul dacă sunt folosite anumite dispozitive. Acest contor are acest indicator de câteva ori mai puțin decât ceilalți analogi ai săi cu o descărcare independentă. Acest lucru contribuie foarte mult la utilizarea sa, deoarece viteza de numărare crește de câteva ori.
Următoarea calitate pozitivă a acestor tipuri de contoare este un indicator destul de mic al unui impuls tardiv. Dar un astfel de proces se realizează numai după ce particulele au trecut de perioada de înregistrare. e la felvă permite să salvați direct timpul de puls al acestui tip de dispozitiv.
De asemenea, contoarele de scintilație au un nivel destul de ridicat de înregistrare a anumitor particule, care includ neuronii și razele acestora. Pentru a crește nivelul de înregistrare, este imperativ ca aceste particule să reacționeze cu așa-numitele detectoare.
Producție de dispozitive
Cine a inventat contorul de scintilație? Acest lucru a fost făcut de fizicianul german Kalman Hartmut Paul în 1947, iar în 1948 omul de știință a inventat radiografia cu neutroni. Principiul de funcționare al contorului de scintilație permite să fie produs într-o dimensiune destul de mare. Acest lucru contribuie la faptul că este posibil să se efectueze așa-numita analiză ermetică a unui flux energetic destul de mare, care include razele ultraviolete.
Se poate introduce și anumite substanțe în dispozitiv, cu care neutronii pot interacționa destul de bine. Care, desigur, are calitățile sale pozitive imediate în fabricarea și utilizarea viitoare a unui contor de această natură.
Tip de design
Particulele contorului de scintilație asigură performanța sa de în altă calitate. Consumatorii au următoarele cerințe pentru funcționarea dispozitivului:
- de pe așa-numitul fotocatod este cel mai bun indicator al colectării luminii;
- pe acest fotocatod există un tip excepțional de uniform de distribuție a luminii;
- particulele inutile din dispozitiv sunt întunecate;
- câmpurile magnetice nu au absolut niciun efect asupra întregului proces purtător;
- coeficient înîn acest caz este stabil.
Dezavantaje contorul de scintilație are cel mai minim. Când efectuați lucrări, este imperativ să vă asigurați că amplitudinea tipurilor de semnal de impulsuri corespunde altor tipuri de amplitudini.
Ambalaj de contor
Contorul de scintilație este adesea ambalat într-un recipient metalic cu sticlă pe o parte. În plus, între recipient în sine și scintilator este plasat un strat de material special, care împiedică pătrunderea razelor ultraviolete și a căldurii. Scintilatoarele din plastic nu trebuie să fie ambalate în recipiente sigilate, totuși, toate scintilatoarele solide trebuie să aibă o fereastră de ieșire la un capăt. Este foarte important să acordați atenție ambalajului acestui aparat.
Beneficii Meter
Avantajele contorului de scintilație sunt următoarele:
- Sensibilitatea acestui dispozitiv este întotdeauna la cel mai în alt nivel, iar eficacitatea lui directă depinde direct de acest lucru.
- Capacitățile instrumentului includ o gamă largă de servicii.
- Abilitatea de a distinge anumite particule folosește doar informații despre energia lor.
Datorită indicatorilor de mai sus, acest tip de contor a depășit toți concurenții săi și a devenit, pe bună dreptate, cel mai bun dispozitiv de acest gen.
De asemenea, merită remarcat faptul că dezavantajele sale includ percepția sensibilămodificări ale unei anumite temperaturi, precum și ale condițiilor de mediu.
