De scintillatieteller bestaat uit twee componenten, zoals een scintillator (fosfor) en een foto-elektronische multiplier. In de basisconfiguratie hebben fabrikanten aan deze teller een bron voor elektrische stroom en radioapparatuur toegevoegd die zorgt voor versterking en registratie van PMT-pulsen. Heel vaak wordt de combinatie van alle elementen van dit systeem uitgevoerd met behulp van een optisch systeem - een lichtgeleider. Verderop in het artikel zullen we het werkingsprincipe van een scintillatieteller beschouwen.
Kenmerken van het werk
Het apparaat van een scintillatieteller is nogal ingewikkeld, dus dit onderwerp verdient meer aandacht. De essentie van de werking van dit apparaat is als volgt.
Een geladen deeltje komt het apparaat binnen, waardoor alle moleculen worden aangeslagen. Deze objecten bezinken na een bepaalde tijd en daarbij komen de zogenaamde fotonen vrij. Dit hele proces is nodig om de lichtflits te laten plaatsvinden. Bepaalde fotonen gaan naar de fotokathode. Dit proces is nodig voor het verschijnen van foto-elektronen.
Foto-elektronen worden gefocust en afgeleverd aanoriginele elektrode. Deze actie vindt plaats vanwege het werk van de zogenaamde PMT. In de daaropvolgende actie neemt het aantal van dezelfde elektronen meerdere keren toe, wat wordt vergemakkelijkt door elektronenemissie. Het resultaat is spanning. Verder verhoogt het alleen het onmiddellijke effect ervan. De duur van de puls en de amplitude bij de uitgang worden bepaald door de karakteristieke eigenschappen.
Wat wordt er in plaats van fosfor gebruikt?
In dit apparaat werd een vervanging uitgevonden voor een element als fosfor. Over het algemeen gebruiken fabrikanten:
- organische kristallen;
- vloeibare scintillatoren, die ook van het organische type moeten zijn;
- massieve scintillatoren die zijn gemaakt van plastic;
- gasscintillatoren.
Kijkend naar de gegevens over fosforvervanging, kun je zien dat fabrikanten in de meeste gevallen alleen organische stoffen gebruiken.
Hoofdkenmerk
Het is tijd om te praten over het belangrijkste kenmerk van scintillatietellers. Allereerst is het noodzakelijk om de lichtopbrengst, straling, de zogenaamde spectrale samenstelling en de duur van de scintillatie zelf te noteren.
Tijdens het passeren van verschillende geladen deeltjes door de scintillator, wordt een bepaald aantal fotonen geproduceerd, die hier of een andere energie dragen. Een vrij groot deel van de geproduceerde fotonen zal in de tank zelf worden geabsorbeerd en vernietigd. In plaats van fotonendie zijn geabsorbeerd, zullen andere soorten deeltjes worden geproduceerd, die energie van een wat mindere aard vertegenwoordigen. Als resultaat van al deze actie zullen fotonen verschijnen waarvan de eigenschappen exclusief voor de scintillator kenmerkend zijn.
Lichtopbrengst
Beschouw vervolgens de scintillatieteller en het principe van zijn werking. Laten we nu eens kijken naar de lichtopbrengst. Dit proces wordt ook wel conversie-type efficiëntie genoemd. De output van licht is de zogenaamde verhouding van de energie die vrijkomt tot de hoeveelheid energie van het geladen deeltje dat verloren gaat in de scintillator.
Bij deze actie gaat het gemiddelde aantal fotonen uitsluitend naar buiten. Dit wordt ook wel de energie van de gemiddelde aard van de fotonen genoemd. Elk van de deeltjes die in het apparaat aanwezig zijn, brengt niet de mono-energetica naar voren, maar alleen het spectrum als een continue band. Hij is tenslotte kenmerkend voor dit soort werk.
Het is noodzakelijk om aandacht te besteden aan het belangrijkste, omdat dit spectrum van fotonen onafhankelijk de ons bekende scintillator verlaat. Het is belangrijk dat het samenv alt of op zijn minst gedeeltelijk overlapt met de spectrale karakteristiek van de PMT. Deze overlap van scintillatorelementen met een andere karakteristiek wordt uitsluitend bepaald door de door de fabrikanten overeengekomen coëfficiënt.
In deze coëfficiënt gaat het spectrum van het buitenste type of het spectrum van onze fotonen naar de externe omgeving van dit apparaat. Tegenwoordig bestaat er zoiets als "scintillatie-efficiëntie". Het is een vergelijking van het apparaat met:andere PMT-gegevens.
Dit concept combineert verschillende aspecten:
- Efficiëntie houdt rekening met het aantal van onze fotonen dat door de scintillator wordt uitgezonden per eenheid geabsorbeerde energie. Deze indicator houdt ook rekening met de gevoeligheid van het apparaat voor fotonen.
- De effectiviteit van dit werk wordt in de regel beoordeeld door vergelijking met de scintillatie-efficiëntie van de scintillator, die als standaard wordt genomen.
Diverse scintillatieveranderingen
Het werkingsprincipe van een scintillatieteller bestaat ook uit het volgende niet minder belangrijke aspect. Scintillatie kan aan bepaalde veranderingen onderhevig zijn. Ze worden berekend volgens een speciale wet.
Daarin geeft I0 de maximale intensiteit aan van de scintillatie die we overwegen. Wat betreft de indicator t0- deze is een constante waarde en geeft de tijd van de zogenaamde demping aan. Dit verval toont de tijd waarin de intensiteit met bepaalde (e) tijden in waarde afneemt.
Het is ook noodzakelijk om aandacht te besteden aan het aantal zogenaamde fotonen. Het wordt aangeduid met de letter n in onze wet.
Waar is het totale aantal fotonen dat wordt uitgezonden tijdens het scintillatieproces. Deze fotonen worden op een bepaald tijdstip uitgezonden en geregistreerd in het apparaat.
Fosfor werkprocessen
Zoals we eerder schreven, scintillatietellershandelen op basis van het werk van een element als fosfor. In dit element wordt het proces van zogenaamde luminescentie uitgevoerd. En het is verdeeld in verschillende soorten:
- De eerste soort is fluorescentie.
- De tweede soort is fosforescentie.
Deze twee soorten verschillen voornamelijk in de tijd. Wanneer het zogenaamde knipperen plaatsvindt in combinatie met een ander proces of gedurende een tijdsperiode in de orde van 10-8 sec, is dit het eerste soort proces. Wat betreft het tweede type, hier is het tijdsinterval iets langer dan bij het vorige type. Deze discrepantie in de tijd ontstaat omdat dit interval overeenkomt met de levensduur van een atoom in een rusteloze toestand.
In totaal hangt de duur van het eerste proces helemaal niet af van de index van rusteloosheid van dit of dat atoom, maar wat betreft de output van dit proces, het is de prikkelbaarheid van dit element dat het beïnvloedt. Het is ook vermeldenswaard dat in het geval van de rusteloosheid van bepaalde kristallen, de snelheid van de zogenaamde exit iets minder is dan bij foto-excitatie.
Wat is fosforescentie?
De voordelen van de scintillatieteller zijn onder meer het fosforescentieproces. Onder dit concept begrijpen de meeste mensen alleen luminescentie. Daarom zullen we deze functies bekijken op basis van dit proces. Dit proces is de zogenaamde voortzetting van het proces na de voltooiing van een bepaald type werk. Fosforescentie van kristalfosforen ontstaat door de recombinatie van elektronen en gaten die zijn ontstaan tijdens excitatie. In bepaaldefosforobjecten, is het absoluut onmogelijk om het proces te vertragen, omdat elektronen en hun gaten in zogenaamde vallen vallen. Uit deze vallen kunnen ze vanzelf worden losgelaten, maar hiervoor hebben ze, net als andere stoffen, een extra toevoer van energie nodig.
In dit opzicht hangt de duur van het proces ook af van een bepaalde temperatuur. Als ook andere moleculen van organische aard aan het proces deelnemen, vindt het proces van fosforescentie alleen plaats als ze zich in een metastabiele toestand bevinden. En deze moleculen kunnen niet in een normale toestand komen. Alleen in dit geval kunnen we de afhankelijkheid van dit proces van de snelheid en van de temperatuur zelf zien.
Kenmerken van tellers
Heeft een scintillatieteller voor- en nadelen, die we in deze sectie zullen bespreken. Allereerst zullen we de voordelen van het apparaat beschrijven, want dat zijn er nogal wat.
Specialisten wijzen op een vrij hoge mate van tijdelijke bekwaamheid. Na verloop van tijd duurt één puls die door dit apparaat wordt uitgezonden niet langer dan tien seconden. Maar dit is het geval als bepaalde apparaten worden gebruikt. Deze teller heeft deze indicator meerdere keren minder dan zijn andere analogen met een onafhankelijke ontlading. Dit draagt enorm bij aan het gebruik ervan, omdat de telsnelheid meerdere keren toeneemt.
De volgende positieve eigenschap van dit soort tellers is een vrij kleine indicator van een late impuls. Maar zo'n proces wordt pas uitgevoerd nadat de deeltjes de registratieperiode hebben doorstaan. het is hetzelfdestelt u in staat om de tijd van de puls van dit type apparaat direct op te slaan.
Scintillatietellers hebben ook een vrij hoog niveau van registratie van bepaalde deeltjes, waaronder neuronen en hun stralen. Om het registratieniveau te verhogen is het noodzakelijk dat deze deeltjes reageren met de zogenaamde detectoren.
Productie van apparaten
Wie heeft de scintillatieteller uitgevonden? Dit werd in 1947 gedaan door de Duitse natuurkundige Kalman Hartmut Paul en in 1948 vond de wetenschapper neutronenradiografie uit. Door het werkingsprincipe van de scintillatieteller kan deze in een vrij groot formaat worden geproduceerd. Dit draagt bij aan het feit dat het mogelijk is om de zogenaamde hermetische analyse uit te voeren van een vrij grote energiestroom, waaronder ultraviolette stralen.
Het is ook mogelijk om bepaalde stoffen in het apparaat te brengen, waarmee neutronen vrij goed kunnen interageren. Wat natuurlijk zijn onmiddellijke positieve eigenschappen heeft bij de vervaardiging en het toekomstige gebruik van een toonbank van deze aard.
Ontwerptype
Deeltjes van de scintillatieteller zorgen voor hoogwaardige prestaties. Consumenten hebben de volgende vereisten voor de werking van het apparaat:
- op de zogenaamde fotokathode is de beste indicator voor lichtverzameling;
- op deze fotokathode is er een uitzonderlijk uniforme lichtverdeling;
- onnodige deeltjes in het apparaat worden verduisterd;
- magnetische velden hebben absoluut geen effect op het hele dragerproces;
- coëfficiënt inin dit geval is het stabiel.
Nadelen scintillatieteller heeft de meest minimale. Bij het uitvoeren van werkzaamheden is het absoluut noodzakelijk ervoor te zorgen dat de amplitude van de signa altypes van pulsen overeenkomt met andere soorten amplitudes.
Tellerverpakking
De scintillatieteller is vaak verpakt in een metalen container met aan één kant glas. Bovendien wordt er een laag speciaal materiaal tussen de container zelf en de scintillator geplaatst, die voorkomt dat ultraviolette stralen en warmte binnendringen. Kunststof scintillatoren hoeven niet in verzegelde containers te worden verpakt, maar alle vaste scintillatoren moeten aan één uiteinde een uitgangsvenster hebben. Het is erg belangrijk om aandacht te besteden aan de verpakking van dit apparaat.
Metervoordelen
De voordelen van de scintillatieteller zijn als volgt:
- De gevoeligheid van dit apparaat is altijd op het hoogste niveau, en de directe effectiviteit hangt hier direct van af.
- De mogelijkheden van het instrument omvatten een breed scala aan diensten.
- Het vermogen om onderscheid te maken tussen bepaalde deeltjes gebruikt alleen informatie over hun energie.
Het is dankzij de bovenstaande indicatoren dat dit type meter beter presteerde dan al zijn concurrenten en terecht het beste apparaat in zijn soort werd.
Het is ook vermeldenswaard dat de nadelen gevoelige perceptie omvattenveranderingen in een bepaalde temperatuur, evenals omgevingscondities.
