Il contatore a scintillazione è costituito da due componenti, come uno scintillatore (fosforo) e un moltiplicatore di tipo fotoelettronico. Nella configurazione di base, i produttori hanno aggiunto a questo contatore una fonte di alimentazione elettrica e apparecchiature radio che fornisce l'amplificazione e la registrazione degli impulsi PMT. Abbastanza spesso, la combinazione di tutti gli elementi di questo sistema viene eseguita utilizzando un sistema ottico: una guida di luce. Più avanti nell'articolo, considereremo il principio di funzionamento di un contatore a scintillazione.
Caratteristiche del lavoro
Il dispositivo di un contatore a scintillazione è piuttosto complicato, quindi è necessario prestare maggiore attenzione a questo argomento. L'essenza del funzionamento di questo apparato è la seguente.
Una particella carica entra nel dispositivo, a seguito della quale tutte le molecole vengono eccitate. Questi oggetti si assestano dopo un certo periodo di tempo e in questo processo rilasciano i cosiddetti fotoni. L'intero processo è necessario affinché si verifichi il lampo di luce. Alcuni fotoni passano al fotocatodo. Questo processo è necessario per la comparsa dei fotoelettroni.
I fotoelettroni sono focalizzati e consegnati aelettrodo originale. Questa azione si verifica a causa del lavoro del cosiddetto PMT. Nell'azione successiva, il numero di questi stessi elettroni aumenta più volte, il che è facilitato dall'emissione di elettroni. Il risultato è tensione. Inoltre, aumenta solo il suo effetto immediato. La durata dell'impulso e la sua ampiezza all'uscita sono determinate dalle proprietà caratteristiche.
Cosa viene usato al posto del fosforo?
In questo apparato è stato inventato un sostituto per un elemento come il fosforo. Generalmente, i produttori usano:
- cristalli di tipo organico;
- scintillatori liquidi, anche di tipo organico;
- scintillatori solidi di plastica;
- scintillatori a gas.
Guardando i dati sulla sostituzione del fosforo, puoi vedere che i produttori nella maggior parte dei casi usano solo sostanze organiche.
Caratteristica principale
È ora di parlare delle principali caratteristiche dei contatori a scintillazione. Innanzitutto è necessario notare l'emissione luminosa, la radiazione, la sua cosiddetta composizione spettrale e la durata stessa della scintillazione.
Nel processo di passaggio di varie particelle cariche attraverso lo scintillatore, viene prodotto un certo numero di fotoni, che trasportano qui o un' altra energia. Una parte piuttosto ampia dei fotoni prodotti verrà assorbita e distrutta nel serbatoio stesso. Invece di fotoniche sono stati assorbiti, verranno prodotti altri tipi di particelle, che rappresenteranno energia di natura un po' minore. Come risultato di tutta questa azione, appariranno fotoni, le cui proprietà sono caratteristiche esclusivamente dello scintillatore.
Emissione luminosa
Successivamente, considera il contatore a scintillazione e il principio del suo funzionamento. Ora prestiamo attenzione all'emissione di luce. Questo processo è anche chiamato efficienza del tipo di conversione. L'emissione di luce è il cosiddetto rapporto tra l'energia che esce e la quantità di energia della particella carica persa nello scintillatore.
In questa azione, il numero medio di fotoni va esclusivamente all'esterno. Questa è anche chiamata l'energia della natura media dei fotoni. Ognuna delle particelle presenti nel dispositivo non fa emergere la monoenergetica, ma solo lo spettro come banda continua. Dopotutto, è lui che è caratteristico di questo tipo di lavoro.
È necessario prestare attenzione alla cosa più importante, perché questo spettro di fotoni lascia indipendentemente lo scintillatore a noi noto. È importante che coincida o almeno si sovrapponga parzialmente alla caratteristica spettrale del PMT. Questa sovrapposizione di elementi scintillatori con caratteristiche diverse è determinata esclusivamente dal coefficiente concordato dai produttori.
In questo coefficiente, lo spettro del tipo esterno o lo spettro dei nostri fotoni va nell'ambiente esterno di questo dispositivo. Oggi esiste una cosa chiamata "efficienza della scintillazione". È un confronto del dispositivo con altri dati PMT.
Questo concetto combina diversi aspetti:
- L'efficienza tiene conto del numero dei nostri fotoni emessi dallo scintillatore per unità di energia assorbita. Questo indicatore tiene conto anche della sensibilità del dispositivo ai fotoni.
- L'efficacia di questo lavoro, di regola, viene valutata confrontandola con l'efficienza di scintillazione dello scintillatore, che viene presa come standard.
Vari cambiamenti di scintillazione
Il principio di funzionamento di un contatore a scintillazione consiste anche nel seguente aspetto non meno importante. La scintillazione può essere soggetta a determinate modifiche. Sono calcolati secondo una legge speciale.
In esso, I0 indica la massima intensità della scintillazione che stiamo considerando. Per quanto riguarda l'indicatore t0- è un valore costante e denota il tempo della cosiddetta attenuazione. Questo decadimento mostra il tempo durante il quale l'intensità diminuisce nel suo valore di determinate (e) volte.
Occorre anche prestare attenzione al numero dei cosiddetti fotoni. È indicato dalla lettera n nella nostra legge.
Dov'è il numero totale di fotoni emessi durante il processo di scintillazione. Questi fotoni vengono emessi in un determinato momento e registrati nel dispositivo.
Processi di lavoro del fosforo
Come abbiamo scritto prima, i contatori di scintillazioneagire sulla base del lavoro di un elemento come il fosforo. In questo elemento si svolge il processo della cosiddetta luminescenza. Ed è diviso in diversi tipi:
- Il primo tipo è la fluorescenza.
- Il secondo tipo è la fosforescenza.
Queste due specie differiscono principalmente nel tempo. Quando il cosiddetto lampeggio si verifica in concomitanza con un altro processo o durante un periodo di tempo dell'ordine di 10-8 sec, questo è il primo tipo di processo. Per quanto riguarda il secondo tipo, qui l'intervallo di tempo è leggermente più lungo rispetto al tipo precedente. Questa discrepanza nel tempo sorge perché questo intervallo corrisponde alla vita di un atomo in uno stato irrequieto.
In totale, la durata del primo processo non dipende affatto dall'indice di irrequietezza di questo o quell'atomo, ma per quanto riguarda l'output di questo processo, è l'eccitabilità di questo elemento che lo influenza. Vale anche la pena notare che nel caso dell'irrequietezza di alcuni cristalli, la velocità della cosiddetta uscita è leggermente inferiore rispetto alla fotoeccitazione.
Cos'è la fosforescenza?
I vantaggi del contatore a scintillazione includono il processo di fosforescenza. In base a questo concetto, la maggior parte delle persone comprende solo la luminescenza. Pertanto, considereremo queste funzionalità in base a questo processo. Questo processo è la cosiddetta continuazione del processo dopo il completamento di un particolare tipo di lavoro. La fosforescenza dei fosfori cristallini deriva dalla ricombinazione di elettroni e lacune che si sono formate durante l'eccitazione. In alcuneoggetti di fosforo, è assolutamente impossibile rallentare il processo, poiché gli elettroni e le loro lacune cadono nelle cosiddette trappole. Da queste stesse trappole possono essere rilasciati da soli, ma per questo, come altre sostanze, hanno bisogno di ricevere un'ulteriore scorta di energia.
A questo proposito, la durata del processo dipende anche da una particolare temperatura. Se al processo prendono parte anche altre molecole di natura organica, il processo di fosforescenza si verifica solo se sono in uno stato metastabile. E queste molecole non possono entrare in uno stato normale. Solo in questo caso possiamo vedere la dipendenza di questo processo dalla velocità e dalla temperatura stessa.
Caratteristiche dei contatori
Ha vantaggi e svantaggi di un contatore a scintillazione, che considereremo in questa sezione. Prima di tutto, descriveremo i vantaggi del dispositivo, perché ce ne sono molti.
Gli specialisti evidenziano un tasso piuttosto alto di abilità temporanee. Nel tempo, un impulso emesso da questo dispositivo non supera i dieci secondi. Ma questo è il caso se vengono utilizzati determinati dispositivi. Questo contatore ha questo indicatore molte volte in meno rispetto ai suoi altri analoghi con una scarica indipendente. Ciò contribuisce notevolmente al suo utilizzo, poiché la velocità di conteggio aumenta più volte.
La successiva qualità positiva di questi tipi di contatori è un indicatore piuttosto piccolo di un impulso in ritardo. Ma un tale processo viene eseguito solo dopo che le particelle hanno superato il periodo di registrazione. è lo stessopermette di salvare direttamente il tempo dell'impulso di questo tipo di dispositivo.
Inoltre, i contatori a scintillazione hanno un livello abbastanza alto di registrazione di alcune particelle, che includono i neuroni ei loro raggi. Per aumentare il livello di registrazione, è imperativo che queste particelle reagiscano con i cosiddetti rivelatori.
Produzione di dispositivi
Chi ha inventato il contatore a scintillazione? Ciò fu fatto dal fisico tedesco Kalman Hartmut Paul nel 1947 e nel 1948 lo scienziato inventò la radiografia a neutroni. Il principio di funzionamento del contatore a scintillazione consente di produrlo in dimensioni abbastanza grandi. Ciò contribuisce al fatto che è possibile effettuare la cosiddetta analisi ermetica di un flusso di energia piuttosto ampio, che include i raggi ultravioletti.
È anche possibile introdurre alcune sostanze nel dispositivo, con le quali i neutroni possono interagire abbastanza bene. Il che, ovviamente, ha le sue qualità positive immediate nella realizzazione e nel futuro utilizzo di un bancone di questa natura.
Tipo di disegno
Le particelle del contatore a scintillazione ne garantiscono prestazioni di alta qualità. I consumatori hanno i seguenti requisiti per il funzionamento del dispositivo:
- sul cosiddetto fotocatodo è il miglior indicatore di raccolta della luce;
- su questo fotocatodo c'è un tipo di distribuzione della luce eccezionalmente uniforme;
- le particelle non necessarie nel dispositivo vengono oscurate;
- I campi magnetici non hanno assolutamente alcun effetto sull'intero processo del vettore;
- coefficiente inin questo caso è stabile.
Svantaggi Il contatore a scintillazione ha il minimo. Durante l'esecuzione del lavoro, è indispensabile assicurarsi che l'ampiezza dei tipi di segnale degli impulsi corrisponda ad altri tipi di ampiezze.
Confezione da banco
Il contatore a scintillazione è spesso confezionato in un contenitore di metallo con vetro su un lato. Inoltre, tra il contenitore stesso e lo scintillatore viene interposto uno strato di materiale speciale, che impedisce l'ingresso di raggi ultravioletti e calore. Gli scintillatori di plastica non devono essere imballati in contenitori sigillati, tuttavia tutti gli scintillatori solidi devono avere una finestra di uscita a un'estremità. È molto importante prestare attenzione all'imballaggio di questo apparecchio.
Vantaggi metro
I vantaggi del contatore a scintillazione sono i seguenti:
- La sensibilità di questo dispositivo è sempre al massimo livello e la sua efficacia diretta dipende direttamente da questo.
- Le capacità dello strumento includono un'ampia gamma di servizi.
- La capacità di distinguere tra determinate particelle utilizza solo informazioni sulla loro energia.
È grazie agli indicatori di cui sopra che questo tipo di misuratore ha superato tutti i suoi concorrenti ed è diventato giustamente il miglior dispositivo del suo genere.
Vale anche la pena notare che i suoi svantaggi includono la percezione sensibilevariazioni di una particolare temperatura, nonché delle condizioni ambientali.
