Ssintillasie-detektors is een van die soorte meettoerusting wat ontwerp is om elementêre deeltjies op te spoor. Hul kenmerk is dat lees geskied deur die gebruik van ligsensitiewe stelsels. Vir die eerste keer is hierdie instrumente in 1944 gebruik om die bestraling van uraan te meet. Daar is verskeie soorte detektors, afhangende van die tipe werkende middel.
Bestemming
Ssintillasieverklikkers word wyd gebruik vir die volgende doeleindes:
- registrasie van stralingsbesoedeling van die omgewing;
- analise van radioaktiewe materiale en ander fisiese en chemiese studies;
- gebruik as 'n element om meer komplekse detektorstelsels te begin;
- spektrometriese studie van stowwe;
- seinkomponent in stralingsbeskermingstelsels (byvoorbeeld, dosimetriese toerusting wat ontwerp is om in kennis te stel van die binnekoms van 'n skip in 'n sone van radioaktiewe kontaminasie).
Tellers kan beide kwaliteitregistrasie produseerstraling en meet die energie daarvan.
verklikkersreëling
Die basiese struktuur van 'n sintillasiebestralingsdetektor word in die figuur hieronder getoon.
Die hoofelemente van die toerusting is soos volg:
- fotovermenigvuldiger;
- scintillator wat ontwerp is om die opwekking van die kristalrooster in sigbare lig om te skakel en dit na die optiese omsetter oor te dra;
- optiese kontak tussen die eerste twee toestelle;
- spanningsstabiliseerder;
- elektroniese stelsel vir die opneem van elektriese impulse.
tipes
Daar is die volgende klassifikasie van die hooftipes skitterdetektors volgens die tipe stof wat fluoresseer wanneer dit aan straling blootgestel word:
- Anorganiese alkalihaliedmeters. Hulle word gebruik om alfa-, beta-, gamma- en neutronstraling te registreer. Verskeie tipes enkelkristalle word in die industrie vervaardig: natriumjodied, sesium, kalium en litium, sinksulfied, aardalkalimetaalwolframate. Hulle word geaktiveer met spesiale onsuiwerhede.
- Organiese enkelkristalle en deursigtige oplossings. Die eerste groep sluit in: antraseen, tolaan, transstilbeen, naftaleen en ander verbindings, die tweede groep sluit in terfeniel, mengsels van antraseen met naftaleen, vaste oplossings in plastiek. Hulle word gebruik vir tydmetings en vir die opsporing van vinnige neutrone. Aktiverende bymiddels in organiese scintillators is niedra by.
- Gasmedium (He, Ar, Kr, Xe). Sulke detektors word hoofsaaklik gebruik om splitsingsfragmente van swaar kerne op te spoor. Die golflengte van die bestraling is in die ultravioletspektrum, dus benodig hulle toepaslike fotodiodes.
Vir sintillasie-neutrondetektors met 'n kinetiese energie tot 100 keV, word sinksulfiedkristalle geaktiveer met 'n boorisotoop met 'n massagetal van 10 en 6Li gebruik. Wanneer alfa-deeltjies geregistreer word, word sinksulfied in 'n dun laag op 'n deursigtige substraat toegedien.
Onder organiese verbindings word skitterplastiek die algemeenste gebruik. Dit is oplossings van luminescerende stowwe in hoë-molekulêre plastiek. Dikwels word skitterplastiek op die basis van polistireen gemaak. Dun plate word gebruik om alfa- en beta-straling te registreer, en dik plate word vir gamma- en X-strale gebruik. Hulle word vervaardig in die vorm van deursigtige gepoleerde silinders. In vergelyking met ander soorte scintillators, het plastiek scintillators verskeie voordele:
- kort flitstyd;
- weerstand teen meganiese skade, vog;
- konstantheid van eienskappe by hoë dosisse stralingsblootstelling;
- laekoste;
- maklik om te maak;
- hoë registrasiedoeltreffendheid.
Fotovermenigvuldigers
Die belangrikste funksionele komponent van hierdie toerusting is 'n fotovermenigvuldiger. Dit is 'n stelsel van elektrodes wat gemonteer isin 'n glasbuis. Om teen eksterne magnetiese velde te beskerm, word dit in 'n metaalomhulsel geplaas wat gemaak is van 'n materiaal met hoë magnetiese deurlaatbaarheid. Dit beskerm elektromagnetiese interferensie.
In die fotovermenigvuldiger word die ligflits in 'n elektriese impuls omgeskakel, en die elektriese stroom word ook versterk as gevolg van die sekondêre emissie van elektrone. Die hoeveelheid stroom hang af van die aantal dinodes. Die fokus van elektrone vind plaas as gevolg van die elektrostatiese veld, wat afhang van die vorm van die elektrodes en die potensiaal tussen hulle. Die uitgeklopte gelaaide deeltjies word in die interelektroderuimte versnel en, wat op die volgende dinode val, veroorsaak nog 'n emissie. As gevolg hiervan neem die aantal elektrone verskeie kere toe.
Ssintillasiedetektor: hoe dit werk
Tellers werk so:
- Gelaaide deeltjie gaan die werkende stof van die scintillator binne.
- Ionisasie en opwekking van kristal-, oplossing- of gasmolekules vind plaas.
- Molekules straal fotone uit en na miljoenstes van 'n sekonde keer hulle terug na ewewig.
- In die fotovermenigvuldiger word die ligflits "versterk" en tref die anode.
- Die anodekring versterk en meet die elektriese stroom.
Die beginsel van werking van die skitterdetektor is gebaseer op die verskynsel van luminesensie. Die hoofkenmerk van hierdie toestelle is die omskakelingsdoeltreffendheid - die verhouding van die energie van 'n ligflits tot die energie wat verlore gaan deur 'n deeltjie in die aktiewe stof van die sintillator.
Voor- en nadele
Die voordele van sintillasiestralingverklikkers sluit in:
- hoë opsporing doeltreffendheid, veral vir hoë-energie kortgolf gammastrale;
- goeie tydelike resolusie, dit wil sê die vermoë om 'n aparte beeld van twee voorwerpe te gee (dit bereik 10-10 s);
- gelyktydige meting van die energie van bespeurde deeltjies;
- moontlikheid om tellers van verskillende vorms te vervaardig, eenvoud van tegniese oplossing.
Die nadele van hierdie tellers is die lae sensitiwiteit vir deeltjies met lae energie. Wanneer hulle as deel van spektrometers gebruik word, word die verwerking van die verkryde data baie meer ingewikkeld, aangesien die spektrum 'n komplekse vorm het.
