ПОШУК

Сцинтиляційні лічильники: принцип дії, переваги та недоліки обладнання

Сцинтиляційне лічильник складається з таких двохскладових, як сцинтилятор (фосфор) і умножитель фотоелектронного типу. У базовій комплектації до даного лічильника виробники додали джерело для електричного живлення і радіотехнічну апаратуру, що забезпечує посилення і реєстрацію імпульсів ФЕУ. Досить часто поєднання всіх елементів даної системи здійснюється за допомогою оптичної системи - светопроводов. Далі в статті розглянемо принцип дії сцинтиляційних лічильника.

сцинтиляційні лічильники

особливості роботи

Пристрій сцинтиляційних лічильника досить непроста, тому даній темі необхідно приділити більше уваги. Суть роботи даного апарату полягає в наступному.

У прилад надходить зарядженачастка, внаслідокцього відбувається порушення всіх молекул. Дані об'єкти через певний проміжок часу заспокоюються, і в цьому процесі вони випускають так звані фотони. Весь цей процес необхідний для того, щоб стався спалах світла. Певні фотони проходять на фотокатод. Цей процес необхідний для появи фотоелектронів.

Фотоелектрони фокусуються і надходять напочатковий електрод. Дана дія відбувається через роботи так званого ФЕУ. У наступному дії число цих самих електронів збільшується в кілька разів, чому сприяє електронна емісія. В результаті з'являється напруга. Далі воно лише збільшує своє безпосереднє дію. Тривалість імпульсу і його амплітуда при виході визначаються характерними властивостями.

сцинтиляційний лічильник принцип дії

Що застосовується замість фосфору?

В даному апараті придумали заміщення такого елемента, як фосфор. Як правило, виробники використовують:

  • кристали органічного типу;
  • сцинтилятори з рідини, які також повинні бути органічного типу;
  • тверді сцинтилятори, які вироблені з пластмаси;
  • сцинтилятори з газу.

Поглянувши на дані заміщення фосфору, можна побачити, що виробники в більшості випадків використовують виключно органічні речовини.

сцинтиляційний лічильник пристрій

Головна характеристика

Прийшов час поговорити про головну характеристицісцинтиляційних лічильників. В першу чергу необхідно відзначити вихід світла, випромінювання, його так званий спектральний склад і саму тривалість сцинтиляції.

В процесі проходження через сцинтиляторрізних заряджених частинок виробляється певна кількість фотонів, які несуть тут чи іншу енергію. Досить немаленька частина вироблених фотонів буде поглинена і знищена в самому резервуарі. Замість фотонів, які були поглинені, виробляться інші види часток, які будуть представляти енергію трохи меншого характеру. В результаті всього цього дії будуть з'являтися фотони, властивості яких характерні виключно для сцинтилятора.

принцип роботи сцинтиляційних лічильника

світловий вихід

Далі розглянемо сцинтиляційний лічильник іпринцип його дії. Тепер приділимо увагу виходу світла. Даний процес також має назву ефективність конверсійного типу. Вихід світла - це так зване відношення енергії, яка виходить назовні, до величини енергії зарядженої частинки, втраченої в сцинтилятор.

В даному дії середнє число фотонів виходитьвиключно назовні. Це також називається енергією середнього характеру фотонів. Кожна з присутніх в приладі частинок виводить назовні не моноенергетіку, а лише спектр суцільною смугою. Адже саме він є характерним для даного типу роботи.

Необхідно приділити увагу найважливішого, аджеданий спектр фотонів самостійно виходить з відомого нам сцинтилятора. Важливо, щоб він збігався або хоча б частково перекривався зі спектральної характеристикою ФЕУ. Дане перекриття елементів сцинтилятора з іншою характеристикою визначається виключно за рахунок узгодженого виробниками коефіцієнта.

У цьому коефіцієнті спектр зовнішнього типу або жспектр наших фотонів виходить у зовнішнє середовище даного приладу. На сьогоднішній день існує таке поняття, як «сцинтиляційних ефективність». Вона являє собою порівняння приладу з іншими даними ФЕУ.

сцинтиляційних лічильник пристрій

Дане поняття об'єднує в собі кілька аспектів:

  • Ефективність бере до уваги число наших фотонів, що випускаються сцинтилятором на одиницю поглиненої енергії. Також цим показником враховується чутливість приладу до фотонам.
  • Ефективність даної роботи, як правило, оцінюється за допомогою порівняння з сцинтиляційної ефективністю сцинтилятора, який прийнятий за еталон.

Різні зміни сцинтиляції

Принцип дії сцинтиляційних лічильника такожскладається з наступного не менш важливого аспекту. Сцинтилляция може бути піддана тих чи інших змін. Вони розраховуються за спеціальним законом.

сцинтиляційний лічильник хто винайшов

У ньому I0 позначає максимальний показник інтенсивності розглянутої нами сцинтиляції. Що ж стосується показника t0 - то це постійна величина і позначає вона час так званого загасання. Це загасання показує час, протягом якого інтенсивність зменшується в своєму показнику в певні (е) рази.

Також необхідно приділити увагу числа так званих фотонів. Воно в нашому законі позначається буквою n.

сцинтиляційний лічильник частки

де

- повне число фотонів, випущених в процесі сцинтиляції. Ці фотони випускаються в певний час і реєструються в приладі.

Процеси роботи фосфору

Як ми вже писали раніше, сцинтиляційнілічильники діють на основі роботи такого елемента, як фосфор. В даному елементі здійснюється процес так званої люмінесценції. І він ділиться на кілька видів:

  • Перший вид являє собою флуоресценцию.
  • Другий вид - це фосфоресценція.

Ці два види відрізняються, перш за все, за рахунок часу. Коли так зване висвітлення відбувається в злитті з іншим процесом або протягом проміжку часу близько 10-8 сек - це перший вид процесу. Що ж стосується другого типу, то тут інтервал часу трохи більше попереднього типу. Дане розбіжність за часом виникає з тієї причини, що даний інтервал відповідає життя атома в неспокійному стані.

В цілому тривалість першого процесуабсолютно не залежить від показника неспокою того чи іншого атома, але що стосується виходу даного процесу, то на це впливає саме збудливий даного елемента. Варто також відзначити той факт, що у випадку з неспокоєм певних кристалів швидкість так званого виходу дещо менше, ніж при фотовозбужденіі.

Що являє собою фосфоресценція?

Переваги сцинтиляційних лічильника включають всебе процес фосфоресценції. Під цим поняттям більшість людей розуміють лише люмінесценцію. Тому розглянемо дані особливості на основі цього процесу. Даний процес - це так зване продовження процесу після завершення того чи іншого типу роботи. Фосфоресценція кристаллофосфоров виникає при рекомбінації електронів і дірок, що виникли при порушенні. У певних об'єктах фосфору абсолютно неможливо здійснити уповільнення процесу, так як електрони і їх дірки потрапляють в так звані пастки. З цих самих пасток вони можуть звільнитися самостійним чином, але для цього їм, як і іншим речовинам, необхідно отримати додатковий запас енергії.

У зв'язку з цим тривалість процесу також маєзалежність від тієї чи іншої температури. Якщо в процесі беруть участь і інші молекули органічного характеру, то процес фосфоресценції відбувається лише в разі перебування їх в метастабільних станів. А перейти в нормальний стан ці молекули не можуть. Лише в такому разі ми можемо побачити залежність даного процесу від швидкості і від самої температури.

особливості лічильників

Має сцинтиляційний лічильник переваги і недоліки, які ми розглянемо в цьому розділі. В першу чергу опишемо гідності приладу, адже їх досить багато.

Фахівці виділяють досить високий показниктимчасової здатності. За часом один імпульс, який видає даний прилад, не перевищує десяти секунд. Але це в тому випадку, якщо використовуються певні прилади. Даний лічильник має цей показник у кілька разів менше, ніж інші його аналоги з розрядом самостійного характеру. Це відмінно сприяє його застосування, адже швидкість рахунки збільшується в кілька разів.

Наступним позитивним якістю даних видівлічильників є досить невеликий показник спізнюється імпульсу. Але такий процес здійснюється лише після того, як частинки пройдуть період реєстрації. Це також дозволяє заощадити безпосередньо час подачі імпульсу даного виду приладу.

Також сцинтиляційні лічильники мають доситьвисокий рівень реєстрації тих чи інших частинок, до яких відносяться нейрони і їх промені. Для того щоб збільшити рівень реєстрації, обов'язково необхідно, щоб саме ці частинки вступили в реакцію з так званими детекторами.

виготовлення апаратів

Хто винайшов сцинтиляційний лічильник? Зробив це німецький фізик Кальман Хартмут Пауль в 1947 році, а 1948-му вчений винайшов нейтронну радіографію. Принцип роботи сцинтиляційних лічильникадозволяє випускати його досить великого розміру. Це сприяє тому, що можна здійснювати так званий герметичний аналіз досить великий потік енергії, до якої відносяться ультрафіолетові промені.

Також можна ввести до складу приладу певніречовини, з якими досить добре можуть взаємодіяти нейтрони. Що, безумовно, має свої безпосередні позитивні якості у виготовленні і майбутньому застосуванні лічильника даного характеру.

вид конструкції

Частинки сцинтиляційних лічильника забезпечують його якісну роботу. Споживачі висувають такі вимоги до роботи пристрою:

  • на так званому фотокатоде йде найкращий показник збору світла;
  • з цього фотокатоду йде розподіл світла виключно рівномірного типу;
  • непотрібні частинки в приладі піддаються затемнення;
  • магнітні поля не несуть абсолютно ніякого впливу на весь несе процес;
  • коефіцієнт в даному випадку є стабільним.

Недоліки сцинтиляційний лічильник має самімінімальні. При здійсненні роботи необхідно обов'язково домогтися того, щоб амплітуда сигнальних типів імпульсів відповідала іншим видам амплітуд.

упаковка лічильника

Найчастіше сцинтиляційний лічильник упаковують в металевий контейнер, в якому з одного боку є скло. Крім того, между самим контейнером і сцинтилятором розміщується шар спеціального матеріалу, Який не дає надходити ультрафіолетових променів і тепла. Пластмасові сцинтилятори немає необхідності упаковувати в герметичні контейнери, однак все тверді сцинтилятори повинні мати на одному з торців вихідне вікно. Дуже важливо приділяти увагу упаковці даного приладу.

сцинтиляційний лічильник достоїнства і недоліки

переваги лічильників

Переваги сцинтиляційних лічильника складаються в таких аспектах:

  • Чутливість даного приладу завжди на найвищому рівні, а від цього безпосередньо залежить і його безпосередня ефективність.
  • Здібності приладу включають в себе широкий спектр послуг.
  • Здібності по відмінності тих чи інших частинок використовують тільки інформацію про їх енергії.

Саме за рахунок вищенаведених показників даний вид лічильника обійшов всіх своїх конкурентів і по праву став найкращим приладом в своєму роді.

сцинтиляційний лічильник недоліки

Варто також відзначити, що до його недоліків відноситься чутливе сприйняття зміни тієї чи іншої температури, а також умов навколишнього середовища.

  • оцінка: