Сцинтилляциялық детектор қандай бөлшектерді тіркейді. Сцинтилляторлар. Көшкін құрылғысы болып табылмайтын сцинтилляциялық детектордың Гейгер есептегіштеріне қарағанда бірқатар маңызды артықшылықтары бар.

СЦИНИЛЛЯЦИЯ ДЕТЕКТОРЫ

СЦИНИЛЛЯЦИЯ ДЕТЕКТОРЫ

Кесте 2.- Органикалық сцинтилляторлардың сипаттамасы

Органикалық түрде Сцинтилляторларда фотондардың сәулеленуі қозған молекулалардың электрондық ауысуларымен байланысты. Органикалық сцинтилляторлар төмен тиімділік Z~6, салыстырмалы түрде төмен p тығыздығы және t жарықтандырудың қысқа ұзақтығымен сипатталады (2-кесте). Соңғысы оларды уақытты өлшеуге ыңғайлы етеді. Наиб. жарық шығаруға антраценмен қол жеткізіледі, оның құндылығы басқа органикалық заттармен салыстырғанда. сцинтилляторлар жиі 1 ретінде қабылданады.

Пластмассаға негізделген. және сұйық сцинтилляторлар, бетінің ауданы мен көлемі үлкен және қажетті пішіндегі сцинтилляторлар жасалады. Әдетте, олар 2-3 компоненттен тұрады: мөлдір пластик (полистирол, поливинилтолуол, метилметакрилат) немесе органикалық. еріткіштер (ең жоғары жарық шығысы ксилол мен толуолға арналған) және сцинтилляциялық қоспа немесе активатор ( б-терфенил, 2,5-дифенилоксазол, тетрафенил-бутадиен, стилбен, нафталин, бифенил) концентрациясы 1-10 г/л; кейде олар деп аталатындарды қосады. спектрін (5-фенил-2, оксазолилбензол - POPOP) концентрациясы 0,01-0,5 г/л фотокатодтың спектрлік сезімталдығымен жарық жарқылының спектрін сәйкестендіру үшін.

Активатор мен еріткіш еріткіштің 1-ші қозған деңгейі активатордың 1-ші деңгейінен жоғары болатындай етіп таңдалады. Сонда қозу энергиясын еріткіш молекулаларынан активатор молекулаларына беруге болады. Активатордың концентрациясы жоғарылаған сайын жарық шығаруы алдымен артады, содан кейін максимумнан өткеннен кейін ол төмендей бастайды, бұл активатор молекулаларының жарықты өздігінен жұту ықтималдығының жоғарылауымен байланысты. Сұйық және пластмассада. сцинтилляторларды қосуға болады (бірнеше %), мысалы. зерттелетін радиоактілер. немесе Li, B, Gd, Cd термиялық нейтрондарын тіркеу кезінде.

Жарық шығару органикалық сцинтилляторлар энергиядағы жеңіл және ауыр бөлшектер үшін әртүрлі< 10 МэВ, a/b0,1. Сцинтилляционный импульс в органич. сцинтилляторах обычно содержит 2 компоненты: быструю (t~10 с) и медленную (t~10 -7 -10 -5 с). Относит. интенсивности компонент зависят от природы частиц, что приводит к различию в форме импульса для тяжёлых и лёгких частиц (рис. 5). На этом различии основан метод регистрации быстрых нейтронов по протонам отдачи на фоне потока g-квантов.

Күріш. 5. Электрондарға, протондарға және а-бөлшектерге арналған органикалық сцинтилляторлардағы импульстік пішін.

Жарық шығысының соғуға тәуелділігі. Энергия жоғалтулары Биркс формуласымен сипатталады:

Қайда АЖәне IN -тұрақты.

Органикалық негізіндегі С.Д. калибрлеу. сцинтилляторлар көздерін пайдалану арқылы төмен энергия аймағында жүзеге асырылады түрлендіру электрондарыжәне g-көздер, ал жоғары энергетикалық аймақта - декомп көмегімен. релятивистік бөлшектермен байланысты процестер (тоқтатылғанның ыдырауы мюондар,релятивистік бөлшектердің өтуі анықталды. сызықтық қашықтық және т.б.).

Сұйық сцинтилляторлардың жоғары мөлдірлігі олардың негізінде бірнеше өлшемді СД жасауға мүмкіндік береді. метр және салмағы бірнешеге дейін жетеді. жүздеген тонна, мысалы. тәжірибелерді жазуда. Бұл жағдайда ақ спирт (тазартылған керосин) негізіндегі сцинтиллятор жиі қолданылады. Оның мөлдірлігі с= 20 м ғарышты жан-жақты зерттеу үшін ақ рух негізінде ең үлкен жер асты ғылыми деректері жасалды. сәулелер мен нейтрино астрофизикасы: Баксан сцинтилляциялық телескопы (330 тонна), 105 тонналық жер асты SD, Артёмовск қаласының жанындағы жерасты бөлмесінде орналасқан; Монблан астындағы туннельде (90 тонна) орыс-итальяндық С.Д.

Газды сцинтилляторлар- инертті газдар және олардың газ тәрізді, сұйық және қатты күйлер. Люминесценция орталықтары қозған болып табылады. Инертті газдар қысқа люминесценция уақыттарымен (t~10 -8 -10 -9 с) және жоғары жарық шығарумен сипатталады, сондықтан Xe-нің жарық шығаруы Nal(Tl) ретімен бірдей. Негізгі Асыл газдардың сәулелену бөлігі вакуумдық ультракүлгін аймағында (l~200 нм) жатады, сондықтан мұндай фотондарды тіркеу үшін кварцты енгізу терезесі бар фотокөбейткіш немесе кіріс терезесіне қолданылатын спектр араластырғыш (дифенил-стильбен немесе кватерфенил) қажет. Негізгі газды пайдалану SD - а-бөлшектерді және бөліну фрагменттерін тіркеу (қараңыз. Ядролық бөліну).

Басқа түрлері S. d.Жануарлар Сцинтиллятордың жарық шығысына электрлік әсер етеді. . Жеткілікті күшті өріс қолданылған кезде, өту кезінде пайда болатын зарядтар. электронды бөлшектер атомдарды қоздыру және иондау үшін жеткілікті энергияға ие бола алады, бұл ақыр соңында жарық жарқылында фотондар санының артуына әкеледі. Бұл принцип сцинтилляциялық пропорционалды санауыштың негізінде жатыр. Оның артықшылығы - жоғары энергия. төмен энергия аймағындағы рұқсат.

Қолдану кезінде электронды-оптикалық түрлендіргішБөлшек жолының фотосуретін сцинтилляторда (люминесценция камерасы) алуға болады. Электронды-оптикалық камералармен бірге сцинтилляциялық камералар кең таралған. Конвертер екі өзара перпендикуляр бағытта сцинтилляциялық талшықтар жүйесін пайдаланады (қараңыз. талшықты сцинтилляция детекторы).

Лит.:Радиометриядағы сцинтилляция әдісі, М., 1961; Абрамов А.И., Казанский Ю.А., Матусевич Е.С., Ядролық физиканың эксперименталды әдістерінің негіздері, 3-бас., М., 1985; Ляпидевский В.К., Радиацияны анықтау әдістері, М., 1987 ж.

И.Р.Барабанов.

Физикалық энциклопедия. 5 томда. - М.: Совет энциклопедиясы. Бас редакторы А.М.Прохоров.

1988. Үлкен энциклопедиялық сөздік - (сцинтилляциялық спектрометр), бөлшектерді тіркеуге және спектрометриялауға арналған құрылғы. Әрекет сцинтиллятор арқылы иондаушы сәуле өткенде пайда болатын жарық жыпылықтауын (сцинтилляциясын) жазуға негізделген. * * * ЖАРҚЫЛАНДЫ… …

Энциклопедиялық сөздіксцинтилляция детекторы - blyksnių detektorius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: ағылшын. сцинтилляциялық детектор вок. Szintillationsdetektor, m rus. сцинтилляциялық детектор, м; сцинтилляциялық детектор, m pranc. détecteur de scintillations, m...

Энциклопедиялық сөздікРадиоэлектроника термині - blyksimasis detektorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Jonizuojančiosios spinduliuotės detektorius, kurio jutiklis – scintiliatorius. atitikmenys: ағылшын. сцинтилляциялық детектор вок. Szintillationsdetektor, m;… …

Энциклопедиялық сөздік Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

- blyksimasis detektorius statusas T sritis fizika atitikmenys: ағылшын. сцинтилляциялық детектор вок. Szintillationsdetektor, m; Szintillationszähler, m rus. сцинтиллятор, м; сцинтилляциялық детектор, m pranc. détecteur à scintillation, m … Физикос терминų žodynas - (сцинтилляциялық спектрометр), бөлшектерді тіркеуге және спектрометриялауға арналған құрылғы. Әрекет иондаушы сәулелену сцинтиллятор арқылы өткенде пайда болатын жарық жыпылықтауын (сцинтилляциясын) жазуға негізделген...

Жаратылыстану. Энциклопедиялық сөздік - (SDV) сцинтилляциялық детектордың бір түрі, оның ерекшелігі параллель сцинтиллятор талшықтарының тұрақты жүйесі болып табылады. Зарядтағыштан түсетін жарықтың бір бөлігі. бөлшектер толық ішкі арқасында талшықпен ұсталады шекарадағы көріністер......

Физикалық энциклопедияауа эквивалентті сцинтилляциялық иондаушы сәулелену детекторы

- ауа эквивалентті детектор Материалдарының тиімді атомдық нөмірі ауаның тиімді атомдық нөміріне (Zeff≈7,7) тең немесе оған жақын иондаушы сәулеленудің сцинтилляциялық детекторы. [ГОСТ 23077 78] Тақырыптар: детекторлар... ...- гетерогенді детектор Бір немесе бірнеше сцинтилляторлардан және жарық өткізгіш ортадан тұратын иондаушы сәулеленудің сцинтилляциялық детекторы. [ГОСТ 23077 78] Тақырыптар: иондаушы сәулелену детекторлары Синонимдер: гетерогенді детектор EN... ... Техникалық аудармашыға арналған нұсқаулық

иондаушы сәулеленудің дисперстік сцинтилляциялық детекторы- дисперстік детектор Иондаушы сәулеленудің гетерогенді сцинтилляциялық детекторы, онда сцинтилляциялық зат мөлдір ортада дисперсті болады. [ГОСТ 23077 78] Тақырыптар: иондаушы сәулелену детекторлары Синонимдер: дисперстік детектор ... Техникалық аудармашыға арналған нұсқаулық

Әрекеті зарядтардың өтуі кезінде пайда болатын көрінетін немесе УК аймағында жарық жыпылықтауын тіркеуге негізделген бөлшектер. бөлшектер сцинтиллятор арқылы. Сцинтиллятордағы бөлшек жоғалтқан жалпы энергиядан () жарық жарқылына айналған энергияның үлесі деп аталады. КОНВЕРСИЯ ТИІМДІЛІГІ.Ол басты параметрі S. d. Кейде түрлендіру тиімділігінің орнына соққылар қолданылады. жарық шығысы (жарық шығысы) - жоғалған энергия бірлігіне бөлшек шығаратын фотондар саны немесе cf. бір фотонның түзілуіне жұмсалатын энергия, w f =w/

МЕН

Кімге. wМұнда - қараңыз. wжарқыл фотондарының энергиясы (3 эВ). Макс. эфф. сцинтиллятордың мәні k 0,1-0,3 жетеді. Түрлендіру тиімділігі анықталатын бөлшектердің түріне және оның соққы мәніне байланысты. энергия шығындары. Берілген сцинтиллятор үшін

k температураға байланысты болуы мүмкін

Т , қоспалардың болуы және ыдырау қатынасы. сцинтиллятордағы компонент. S. d. спектроскопиялық қасиеттерге ие. қасиеттері, яғни жарық жарқылының қарқындылығы кең энергетикалық аймақта бөлшек жоғалтқан энергияға пропорционал. Төмен энергия аймағында ғана соққы күрт артады. энергияның жоғалуы, жарықтың шығуы төмендейді және пропорционалдылық бұзылады.Бөлшектердің энергиясын жарық жарқылына айналдыру механизмдері әртүрлі сцинтилляторлар үшін әртүрлі. Көп жағдайда олар ізге дейін азайтылуы мүмкін. (жеңілдетілген) схемасы: 1) және атомдар мен молекулалардың қозуы, радикалдардың түзілуі; 2) қозу энергиясын люминесценция орталықтарына беру (сәулелену, резонанстық, экситоникалық, электронды-тесік); 3) люминесценция орталықтарын қозу және ерекшелеу. Бейтарап бөлшектер энергияның зарядталғандарға берілуіне байланысты тіркеледі: g-кванттар - электрондар мен позитрондар арқылы (қараңыз.

Күріш. 1. Сцинтилляциялық детектор схемасы: Sc- сцинтиллятор, жарық бағыттағыш, F - фотокатод, D - динодтар, А - анод.

Негізгі SD элементтері (1-сурет) – сцинтиллятор және оған қосылған, жарық жарқылының энергиясын электрге түрлендіретін оптикалық фототіркегіш. импульс. Әдетте фотограф ретінде пайдаланылады фотокөбейткіш түтік(FEU). Фотокөбейткішке түскен жеңіл фотондар ондағы электрондарды шығарып тастайды, олар бірінші динодқа бағытталған және процесс нәтижесінде динодтар жүйесімен көбейтіледі. екіншілік электрон эмиссиясыжәне ақырында фотокөбейткіштің анодында жиналады, оның тізбегінде электр тізбегін жасайды.

импульс. Спектрометриялық және фотокөбейткіштің амплитудалық сипаттамалары фотокөбейткіштің 1-динодына түскен электрондар санымен анықталады, оны формула арқылы есептеуге болады. 1 = Наб g/ж f. МұндаА -фотокатодқа түсетін фотондардың үлесі, фотокатодтың g-кванттық шығымы (ең жақсы көп сілтілік катодтар үшін g = 0,15-0,2),б 0,5-0,8 – 1-ші динодта жиналған электрондардың үлесі. Макс. фотокөбейткіштің анодтық тізбегіндегі кедергідегі импульс амплитудасы:А Спектрометриялық және фотокөбейткіштің амплитудалық сипаттамалары фотокөбейткіштің 1-динодына түскен электрондар санымен анықталады, оны формула арқылы есептеуге болады. 1 макс =/wМен , ҚайдаМ w-коэф. PMT өсуі, , Қайда-анод сыйымдылығы;

~10 8 мәніне жетуі мүмкін, бұл 1-ші динодқа тек 1 электронның келуіне әкелетін оқиғаларды тіркеуге мүмкіндік береді. Кейде ол сцинтиллятор мен ПМТ арасына орнатылады (жарық жинаудың біркелкілігін жақсарту, электр магнит өрісі аймағынан PMT-ны жою және т.б.). Фототіркегіш ретінде фотокөбейткіштен басқа, вакуумды (интегралды режимде) немесе жартылай өткізгішті пайдалануға болады.фотоэлементтер

Алғашқы тәжірибелерде ZnS көмегімен а-бөлшектерді жазу кезінде жарықтың жыпылықтауы тікелей көз арқылы жазылды.

Жарық жарқылын оңтайлы тіркеу үшін оның спектрі және фотокатодтың спектрлік сезімталдығы қажет Біз жақын болуымыз керек және сцинтиллятор мөлдір болуы керек. Сцинтиллятордың мөлдірлігі оның жұтылу нәтижесінде оның жарық сәулеленуінің қарқындылығы төмендейтін қашықтықпен сипатталады. e

бір рет. PMT фотокатодына түсетін фотондардың санын көбейту және сцинтиллятордың бүкіл көлемі бойынша жарық жинаудың біркелкілігін жақсарту үшін соңғысының бетін шағылдырғышпен (MgO, TiO 2, тефлон) жабады немесе толық ішкі сцинтиллятор қолданылады. . жылтыратқыштардан шағылысу. кристалды беттер. Жарық жарқылының қарқындылығы заңға сәйкес уақытқа байланысты өзгереді I=I 0 тәжірибе(-т Біз жақын болуымыз керек және сцинтиллятор мөлдір болуы керек. Сцинтиллятордың мөлдірлігі оның жұтылу нәтижесінде оның жарық сәулеленуінің қарқындылығы төмендейтін қашықтықпен сипатталады.сцинтиллятордың жарқырау уақыты деп аталатын рет; t жарық көзінің уақыт сипаттамаларын анықтайды жарықтандыру уақыты бөлшектің энергиясын жарық жарқылына айналдыру процестерімен анықталады және көбінесе бірнеше. бірнеше процестер туындайды. сүңгуірлері бар компонент. т. Қарқындылық коэффициенті ыдырауы. Эмиссиялық құраушы жеңіл (электрондар) және ауыр (протондар, а-бөлшектер және т.б.) бөлшектер үшін, әсіресе органикалық бөлшектер үшін ерекшеленеді. ыдырауға әкелетін сцинтилляторлар (төменде қараңыз). осы бөлшектер үшін импульстің пішіні. Бұл импульстік пішін бойынша жазу кезінде бірдей импульстік амплитудасы бар әртүрлі табиғаттың бөлшектерін бөлуге мүмкіндік береді.

Жарық шығысының анықталған бөлшектердің түріне тәуелділігі бірдей энергиялардағы а-бөлшек пен электронның жарық шығаруының a/b қатынасымен сипатталады. a/b қатынасы сцинтилляторлардың әртүрлі түрлері үшін әртүрлі және бөлшектердің энергиясына байланысты.

S. d. тәуелсіз ретінде пайдаланылады. детекторлар және компоненттер ретінде аралас детекторлық жүйелерыдырауды зерттеуде энергиясы >= бірнеше процестер.

КеВ.Бейорганикалық сцинтилляторлар

- активатор қосылған монокристалдар. Олар жоғары тиімділік Z, r және жеткілікті ұзақ жарықтандыру ұзақтығы t (1-кесте).

Кесте 1.- Бейорганикалық сцинтилляторлардың сипаттамасы Наиб. ZnS(Ag) кристалдарының жарық шығаруы бар, бірақ олар тек жұқа кристалдар түрінде болады. ұнтақ (үлкен кристалдарды алу мүмкін емес), мөлдірлігі өздері үшін.радиация аз. Ең жақсы бейорганикалық заттардың бірі. сцинтиллятор - NaI (Tl). Ол ZnS (Ag)-тен кейінгі ең жоғары жарық шығаруға ие және өзінше мөлдір. радиация. NaI(Tl) монокристалдарын үлкен көлемде (500 мм-ге дейін) өсіруге болады; Олардың кемшілігі гигроскопиялық, тығыздауды қажет етеді. CsI(Tl) сцинтилляторының жарық шығаруы төмен, бірақ гигроскопиялық емес. Осы әмбебап қолданылатын бейорганикалық қосымша Бірқатар басқа сцинтилляторлар бар, олардың қолданылуы тәжірибелік жағдайларға байланысты - белгілі бір заттардың болуы. 300 К, бірақ t - кішірек шама. Жарықтандыру механизмі бейорганикалық болып табылады. сцинтилляторлар иондық кристалдардың жолақ диаграммасымен суреттелген (2-сурет). Тыйым салынған энергияның ішінде. аймақтары (қараңыз Аймақ теориясы) активатор иондарының дискретті энергетикалық деңгейлері (мысалы, NaI үшін Tl), сондай-ақ басқа да сөзсіз қоспалар мен кристалдық ақаулар болуы мүмкін. торлар. Зарядтау кезінде электронды бөлшектер валенттік аймақтан экситондық аймаққа және өткізгіштік зонаға өтуге жеткілікті энергияны ала алады. Жолақ аралығының дискретті деңгейлерінде аралық түсірумен электрондардың валенттік жолаққа кері ауысуы оптикалық сигналдардың шығарылуына әкеледі. фотондар. Олардың энергиясы жолақ саңылауынан аз және дискретті деңгейлердің тығыздығы төмен болғандықтан, кристал олар үшін мөлдір болып шығады.Жарық шығысы активатор концентрациясына байланысты

IN.

(Cурет 3). Жоғары концентрациялардағы жарық шығысының төмендеуі активатор деңгейінде фотонды жұту ықтималдығының жоғарылауымен байланысты. Жарықтандыру уақыты t активатор концентрациясын 3 10 -3 дейін арттырған кезде 0,35-тен 0,22 мкс-ке дейін азаяды. wКүріш. 2. Иондық кристалдың жолақ диаграммасы.

Күріш. 3. Жарық шығысының тәуелділігі.

Tl концентрациясы бойынша NaI кристалына дейін Күріш. 4. =661 КеВ үшін NaI(Tl) импульстарының спектріЖоғары тығыздық p және жоғары атомдық саны Z негізді анықтайды. бейорганикалық негізіндегі S. d. тіркеуге және g-сәулеленуге арналған сцинтилляторлар (4-сурет). Спектр монохроматикалық g-сәулелену деп аталатындардан тұрады. жалпы сіңірудің шыңы (g-кванттың жалпы сіңірілуі) және Комптонның таралуы (қараңыз.

Комптон эффектісі

Органикалық түрде Сцинтилляторларда фотондардың сәулеленуі қозған молекулалардың электрондық ауысуларымен байланысты.

Органикалық сцинтилляторлар төмен тиімділік Z~6, салыстырмалы түрде төмен p тығыздығы және t жарықтандырудың қысқа ұзақтығымен сипатталады (2-кесте). Соңғысы оларды уақытты өлшеуге ыңғайлы етеді. Наиб. жарық шығаруға антраценмен қол жеткізіледі, оның құндылығы басқа органикалық заттармен салыстырғанда. сцинтилляторлар жиі 1 ретінде қабылданады. бПластмассаға негізделген. және сұйық сцинтилляторлар, үлкен беті мен көлемі және қажетті пішіндегі сцинтилляторлар жасалады.

Әдетте, олар 2-3 компоненттен тұрады: мөлдір пластик (полистирол, поливинилтолуол, метилметакрилат) немесе органикалық. еріткіштер (ең жоғары жарық шығысы ксилол мен толуолға арналған) және сцинтилляциялық қоспа немесе активатор (

-терфенил, 2,5-дифенилоксазол, тетрафенил-бутадиен, стилбен, нафталин, бифенил) концентрациясы 1-10 г/л; кейде олар деп аталатындарды қосады. спектрлік араластырғыш (5-фенил-2, оксазолилбензол - POPOP) концентрациясы 0,01-0,5 г/л жарық жарқылының спектрін фотокатодтың спектрлік сезімталдығымен сәйкестендіру үшін.< 10 МэВ, a/b0,1. Сцинтилляционный импульс в органич. сцинтилляторах обычно содержит 2 компоненты: быструю (t~10 с) и медленную (t~10 -7 -10 -5 с). Относит. интенсивности компонент зависят от природы частиц, что приводит к различию в форме импульса для тяжёлых и лёгких частиц (рис. 5). На этом различии основан метод регистрации быстрых нейтронов по протонам отдачи на фоне потока g-квантов.

Активатор мен еріткіш еріткіштің 1-ші қозған деңгейі активатордың 1-ші деңгейінен жоғары болатындай етіп таңдалады. Сонда қозу энергиясын еріткіш молекулаларынан активатор молекулаларына беруге болады. Активатордың концентрациясы жоғарылаған сайын жарық шығаруы алдымен артады, содан кейін максимумнан өткеннен кейін ол төмендей бастайды, бұл активатор молекулаларының жарықты өздігінен жұту ықтималдығының жоғарылауымен байланысты. Сұйық және пластмассада. сцинтилляторларды қосуға болады (бірнеше %), мысалы. зерттелетін радиоактілер. изотоптары немесе Li, B, Gd, Cd термиялық нейтрондарын тіркеу кезінде..

Жарық шығару органикалық сцинтилляторлар энергиядағы жеңіл және ауыр бөлшектер үшін әртүрлі

Қайда Күріш. 5. Электрондарға, протондарға және альфа бөлшектеріне арналған органикалық сцинтилляторлардағы импульстік пішінЖәне торлар. Зарядтау кезінде электронды бөлшектер валенттік аймақтан экситондық аймаққа және өткізгіштік зонаға өтуге жеткілікті энергияны ала алады. Жолақ аралығының дискретті деңгейлерінде аралық түсірумен электрондардың валенттік жолаққа кері ауысуы оптикалық сигналдардың шығарылуына әкеледі. фотондар. Олардың энергиясы жолақ саңылауынан аз және дискретті деңгейлердің тығыздығы төмен болғандықтан, кристал олар үшін мөлдір болып шығады.Жарық шығысының соғуға тәуелділігі. Энергия жоғалтулары Биркс формуласымен сипатталады:

А - тұрақты.Органикалық негізіндегі С.Д. калибрлеу. сцинтилляторлар көздерін пайдалану арқылы төмен энергия аймағында жүзеге асырылады түрлендіру электрондарыжәне g-көздер, ал жоғары энергетикалық аймақта - декомп көмегімен. релятивистік бөлшектермен байланысты процестер (тоқтатылғанның ыдырауы

Сұйық сцинтилляторлардың жоғары мөлдірлігі олардың негізінде бірнеше өлшемді СД жасауға мүмкіндік береді. метр және салмағы бірнешеге дейін жетеді. жүздеген тонна, мысалы. нейтриноларды анықтауға арналған эксперименттерде. сБұл жағдайда ақ спирт (тазартылған керосин) негізіндегі сцинтиллятор жиі қолданылады. Оның мөлдірлігі

= 20 м ғарышты жан-жақты зерттеу үшін ақ рух негізінде ең үлкен жер асты ғылыми деректері жасалды. сәулелер мен нейтрино астрофизикасы: Баксан сцинтилляциялық телескопы (330 тонна), 105 тонналық жер асты SD, Артёмовск қаласының жанындағы жерасты бөлмесінде орналасқан; Монблан астындағы туннельде (90 тонна) орыс-итальяндық С.Д.Газды сцинтилляторлар - инертті газдар және олардың газ тәрізді, сұйық және қатты күйдегі қоспалары.).

Люминесценцияның орталықтары қозған молекулалар болып табылады. Инертті газдар қысқа люминесценция уақыттарымен (t~10 -8 -10 -9 с) және жоғары жарық шығарумен сипатталады, сондықтан Xe-нің жарық шығаруы Nal(Tl) ретімен бірдей. Негізгі Инертті газдардың сәулелену бөлігі вакуумдық ультракүлгін аймағында (l~200 нм) жатады, сондықтан мұндай фотондарды тіркеу үшін кварцты енгізу терезесі бар фотокөбейткіш немесе кіріс терезесіне қолданылатын спектр араластырғыш (дифенил-стильбен немесе кватерфенил) қажет.Негізгі газды пайдалану SD - а-бөлшектерді және бөліну фрагменттерін тіркеу (қараңыз.

Ядролық бөлінуБасқа түрлері S. d

. Жануарлар.

Сцинтиллятордың жарық шығысына электрлік әсер етеді. өріс. Жеткілікті күшті өріс қолданылған кезде, өту кезінде пайда болатын зарядтар. электронды бөлшектер атомдарды қоздыру және иондау үшін жеткілікті энергияға ие бола алады, бұл ақыр соңында жарық жарқылында фотондар санының артуына әкеледі. Бұл принцип сцинтилляциялық пропорционалды санауыштың негізінде жатыр. Оның артықшылығы - жоғары энергия. төмен энергия аймағындағы рұқсат.Лит.:
Сцинтилляция әдісі, М., 1961; Абрамов А.И., Казанский Ю.А., Матусевич Е.С., Эксперименттік әдістердің негіздері, 3-бас., М., 1985; Ляпидевский В.К., Радиацияны анықтау әдістері, М., 1987 ж.
И.Р.Барабанов
Фосфор жарқылы оған жақын орналасқан фотосезімтал құрылғы арқылы электрлік импульске айналады. Әдетте, бұл сыйымдылықта фотокөбейткіш түтіктер (PMTs) қолданылады.

Қар көшкіні болып табылмайтын сцинтилляциялық детектордың Гейгер есептегіштеріне қарағанда бірқатар маңызды артықшылықтары бар:

• жарқылдың амплитудасы мен ұзақтығы бойынша оны тудырған бөлшектің түрі мен энергиясын бағалауға болады (мысалы, альфа-бөлшек тудырған жарқылды электрон тудырған жарқылдан ажырату өте оңай).
• ол өте қысқа уақыт интервалдарымен бөлінген импульстарды ажырата алады, яғни, олар айтқандай, жоғары ажыратымдылыққа ие.
• люминофорлар, әдетте, бірдей көлемдегі Гейгер есептегіштеріне қарағанда иондаушы бөлшектердің әлдеқайда тиімді детекторлары болып табылады.

Бірақ сцинтиллятор тек фосфор емес. Фотодетектор фосфор жарқырауының мүмкін болатын ең көп санын тіркеу үшін оны жарық өткізбейтін металл ыдысқа салады, оның ішкі бетінде жарықты жақсы көрсететін жабын бар (әдетте магний).

Цилиндрдің өте жұқа «түбі» болуы керек, ол иондаушы сәуленің енетін фосфорды мүмкіндігінше аз әлсіретуі және оны сыртқы ортаның қолайсыз әсерінен қорғайтын мөлдір шығу терезесі болуы керек. Шар ішілік шағылысу нәтижесінде және фосфор-ПМТ ауысуында болатын оптикалық жоғалтулар барлық мүмкін түрде азайтылады. Басқаша айтқанда, сцинтилляциялық детектордың өзі оптикалық-электронды құрылғы болып табылады.

Өнеркәсіпімізде диаметрі 10...15 мм-ден 100 мм-ге дейін және одан да көп «терезелер» бар үлкенді-кішілі көлемі әртүрлі люминофорлы сцинтилляторлар көп жылдар бойы шығарылып келеді. Бірақ егер Geiger есептегіштері ақырында бізге қол жетімді болса (бірақ олардың ашық сатылымға шығарылуы Чернобыльден кейін де бірнеше жылға кешіктірілді), бұл сцинтилляторлармен ешқашан болған емес...

Радиоәуесқой үшін сұйық фосфоры бар сцинтилляциялық детекторлар қызығушылық тудыруы мүмкін, оларды өзіңіз жасау қиын емес. Кестеде 1-де ксилолда еріген кезде (концентрациясы – литріне бірнеше грамм) осындай фосфорға айналатын заттардың тізімі көрсетілген.
1-кесте

Ксилолда ерітілген фосфорды түрлендірудің салыстырмалы тиімділігі (антрацен кристалының конверсиялық тиімділігі бір деп алынады)	Зат
Түрлендіру тиімділігі	0,060
Антрацен	0,15
Антраил қышқылы	0,12
Дифенилбутадиен	0,14
Дифенилгексатриен	0,048
Дүрен	0,075
Фторантен	0,062
Метил р-амитнобензоат	0,23
Фенила-нафтиламин	0,48
п-терфенил	0,20
sh-терфенил	0,12
Карбазол	0,15
Фтор	0,032
Нафталин	0,17
а-нафтиламин	0,13
Пирен	0,086
Стилбен	0,038

Бірақ сұйық фосфоры бар сцинтилляциялық детектор өзінің қарапайымдылығымен ғана емес, керемет. Егер, мысалы, α-контаминацияға күдікті дәнді осы ерітіндіге салса, онымен жанасатын фосфордың ең жұқа қабатында жарық жыпылықтаулары пайда болады, оларды фотокөбейткішпен оңай тіркеуге болады (алфа-сәулелену күрделі конфигурация объектісі Гейгер есептегішімен мүлде анықталмауы мүмкін).

Сцинтилляциялық детекторы бар дозиметриялық құрылғының электрондық бөлігі радиоәуесқой үшін ерекше қиындықтар туғызбайды, ........................... қараңыз. .........

СЦИНИЛЛЯЦИЯ ДЕТЕКТОРЫ

- детекторбөлшектер, олардың әрекеті зарядтың өтуі кезінде пайда болатын көрінетін немесе УК аймағында жарық жыпылықтауын тіркеуге негізделген. бөлшектер сцинтиллятор арқылы. Сцинтиллятордағы бөлшек жоғалтқан жалпы энергиядан () жарық жарқылына айналған энергияның үлесі деп аталады. КОНВЕРСИЯ ТИІМДІЛІГІ. Ол басты параметрі S. d. Кейде түрлендіру тиімділігінің орнына соққылар қолданылады. жарық шығысы (жарық шығысы) - жоғалған энергия бірлігіне бөлшек шығаратын фотондар саны немесе cf. бір фотонның түзілуіне жұмсалатын энергия, бөлшектер сцинтиллятор арқылы. Сцинтиллятордағы бөлшек жоғалтқан жалпы энергиядан () жарық жарқылына айналған энергияның үлесі деп аталады. КОНВЕРСИЯ ТИІМДІЛІГІ.Ол басты параметрі S. d. Кейде түрлендіру тиімділігінің орнына соққылар қолданылады. жарық шығысы (жарық шығысы) - жоғалған энергия бірлігіне бөлшек шығаратын фотондар саны немесе cf. бір фотонның түзілуіне жұмсалатын энергия, МЕН f =w/

Мұнда - қараңыз. жарқыл фотондарының энергиясы (3 эВ).

Макс. эфф. сцинтиллятордың мәні МЕН k 0,1-0,3 жетеді. Түрлендіру тиімділігі анықталатын бөлшектердің түріне және оның соққы мәніне байланысты. энергия шығындары. Берілген сцинтиллятор үшін МЕНжарқыл фотондарының энергиясы (3 эВ). Макс. эфф. сцинтиллятордың мәні, қоспалардың болуы және ыдырау қатынасы. сцинтиллятордағы компонент.

S. d. спектроскопиялық қасиеттерге ие. қасиеттері, яғни жарық жарқылының қарқындылығы кең энергетикалық аймақта бөлшек жоғалтқан энергияға пропорционал. Төмен энергия аймағында ғана соққы күрт артады. энергияның жоғалуы, жарықтың шығуы төмендейді және пропорционалдылық бұзылады.

Бөлшектердің энергиясын жарық жарқылына айналдыру механизмдері әртүрлі сцинтилляторлар үшін әртүрлі. Көп жағдайда олар ізге дейін азайтылуы мүмкін. (жеңілдетілген) схемасы: 1) атомдар мен молекулалардың ионизациясы мен қозуы, радикалдардың түзілуі; 2) қозу энергиясын люминесценция орталықтарына беру (сәулелену, резонанстық, экситоникалық, электронды-тесік); 3) люминесценция орталықтарын қозу және ерекшелеу. Бейтарап бөлшектер энергияның зарядталғандарға берілуіне байланысты тіркеледі: g-кванттар - электрондар мен позитрондар арқылы (қараңыз. гамма-сәулелену),нейтрондар - протондармен (серпімді шашыраумен) немесе зарядпен. пайда болатын бөлшектер ядролық реакцияларБөлшектердің энергиясын жарық жарқылына айналдыру механизмдері әртүрлі сцинтилляторлар үшін әртүрлі. Көп жағдайда олар ізге дейін азайтылуы мүмкін. (жеңілдетілген) схемасы: 1) және атомдар мен молекулалардың қозуы, радикалдардың түзілуі; 2) қозу энергиясын люминесценция орталықтарына беру (сәулелену, резонанстық, экситоникалық, электронды-тесік); 3) люминесценция орталықтарын қозу және ерекшелеу. Бейтарап бөлшектер энергияның зарядталғандарға берілуіне байланысты тіркеледі: g-кванттар - электрондар мен позитрондар арқылы (қараңыз.

Күріш. 1. Сцинтилляциялық детектор схемасы: Sc- сцинтиллятор, жарық бағыттағыш, F - фотокатод, D – динодтар, А – анод.

Негізгі SD элементтері (1-сурет) – сцинтиллятор және оған қосылған, жарық жарқылының энергиясын электрге түрлендіретін оптикалық фототіркегіш. импульс. Әдетте фотограф ретінде пайдаланылады фотокөбейткіш түтік(FEU). ПМТ фотокатодына түскен жеңіл фотондар одан процесс нәтижесінде динодтық жүйеге көбейтілген 1-динодқа бағытталған электрондарды сөндіреді. екіншілік электрон эмиссиясыжәне ақырында фотокөбейткіштің анодында жиналады, оның тізбегінде электр тізбегін жасайды. импульс.

Спектрометриялық және фотокөбейткіштің амплитудалық сипаттамалары фотокөбейткіштің 1-динодына түскен электрондар санымен анықталады, оны формула арқылы есептеуге болады. Спектрометриялық және фотокөбейткіштің амплитудалық сипаттамалары фотокөбейткіштің 1-динодына түскен электрондар санымен анықталады, оны формула арқылы есептеуге болады. 1 = Наб g f . Мұнда A-фотокатодқа түсетін фотондардың үлесі, фотокатодтың g-кванттық шығымы (ең жақсы көп сілтілік катодтар үшін g = 0,15-0,2), -фотокатодқа түсетін фотондардың үлесі, фотокатодтың g-кванттық шығымы (ең жақсы көп сілтілік катодтар үшін g = 0,15-0,2), 0,5-0,8 – 1-ші динодта жиналған электрондардың үлесі. Макс. фотокөбейткіштің анод тізбегіндегі кедергідегі кернеу импульсінің амплитудасы: 0,5-0,8 – 1-ші динодта жиналған электрондардың үлесі. Макс. фотокөбейткіштің анодтық тізбегіндегі кедергідегі импульс амплитудасы:А Спектрометриялық және фотокөбейткіштің амплитудалық сипаттамалары фотокөбейткіштің 1-динодына түскен электрондар санымен анықталады, оны формула арқылы есептеуге болады. 1 макс =/МЕН, Қайда М-коэффициент PMT өсуі, МЕН -анод сыйымдылығы; М~10 8 мәніне жетуі мүмкін, бұл 1-ші динодқа тек 1 электронның келуіне әкелетін оқиғаларды тіркеуге мүмкіндік береді. Кейде сцинтиллятор мен ПМТ арасында жарық бағыттағыш орнатылады (жарық жинаудың біркелкілігін жақсарту үшін, электр магнит өрісі аймағынан PMT-ны алып тастау және т.б.).

Фототіркегіш ретінде фотокөбейткіштен басқа, вакуумды (интегралды режимде) немесе жартылай өткізгішті пайдалануға болады. фотоэлементтер.Алғашқы тәжірибелерде ZnS көмегімен альфа бөлшектерін жазу кезінде жарықтың жыпылықтауы тікелей көз арқылы жазылды.

Жарық жарқылын оңтайлы тіркеу үшін оның спектрі және фотокатодтың спектрлік сезімталдығы қажет

Біз жақын болуымыз керек, ал сцинтиллятор радиацияға мөлдір болуы керек. Сцинтиллятордың мөлдірлігі оның жұтылу нәтижесінде оның жарық сәулеленуінің қарқындылығы төмендейтін қашықтықпен сипатталады. eбір рет. PMT фотокатодына түсетін фотондардың санын көбейту және сцинтиллятордың бүкіл көлемі бойынша жарық жинаудың біркелкілігін жақсарту үшін соңғысының бетін шағылдырғышпен (MgO, TiO 2, тефлон) жабады немесе толық ішкі сцинтиллятор қолданылады. . жылтыратқыштардан шағылысу. кристалды беттер.

Жарық жарқылының қарқындылығы заңға сәйкес уақытқа байланысты өзгереді Жарық жарқылының қарқындылығы заңға сәйкес уақытқа байланысты өзгереді I=I 0 тәжірибе(-т eсцинтиллятордың жарқырау уақыты деп аталатын рет; t жарық көзінің уақыт сипаттамаларын анықтайды жарықтандыру уақыты бөлшектің энергиясын жарық жарқылына айналдыру процестерімен анықталады және көбінесе бірнеше. бірнеше процестер туындайды. сүңгуірлері бар компонент. т. Қарқындылық коэффициенті ыдырауы. Эмиссиялық құраушы жеңіл (электрондар) және ауыр (протондар, а-бөлшектер және т.б.) бөлшектер үшін, әсіресе органикалық бөлшектер үшін ерекшеленеді. ыдырауға әкелетін сцинтилляторлар (төменде қараңыз). осы бөлшектер үшін импульстің пішіні. Бұл импульстік пішін бойынша жазу кезінде бірдей импульстік амплитудасы бар әртүрлі табиғаттың бөлшектерін бөлуге мүмкіндік береді.

Жарық шығысының анықталған бөлшектердің түріне тәуелділігі бірдей энергиялардағы а-бөлшек пен электронның жарық шығаруының a/b қатынасымен сипатталады. үшін a/b қатынасы әртүрлі әртүрлі түрлерісцинтилляторлар және бөлшектердің энергиясына тәуелді.

S. d. тәуелсіз ретінде пайдаланылады. детекторлар және компоненттер ретінде аралас детекторлық жүйелерыдырауды зерттеуде энергиясы >= бірнеше процестер. КеВ.

Бейорганикалық сцинтилляторлар -активатор қосылған монокристалдар. Олардың жоғары тиімділігі Z, тығыздығы r және жарықтандыру ұзақтығы t жеткілікті (1-кесте).

Кесте 1.- Бейорганикалық сцинтилляторлардың сипаттамасы

Наиб. ZnS(Ag) кристалдарының жарық шығаруы бар, бірақ олар тек жұқа кристалдар түрінде болады. ұнтақ (үлкен кристалдарды алу мүмкін емес), мөлдірлігі өздері үшін. радиация аз. Ең жақсы бейорганикалық заттардың бірі. сцинтиллятор - NaI (Tl). Ол ZnS (Ag)-тен кейінгі ең жоғары жарық шығаруға ие және өзінше мөлдір. радиация. NaI(Tl) монокристалдарын үлкен көлемде (500 мм-ге дейін) өсіруге болады; Олардың кемшілігі гигроскопиялық, тығыздауды қажет етеді. CsI(Tl) сцинтилляторының жарық шығаруы төмен, бірақ гигроскопиялық емес. Осы әмбебап қолданылатын бейорганикалық қосымша Бірқатар басқа сцинтилляторлар бар, олардың қолданылуы тәжірибелік жағдайларға байланысты - белгілі бір заттардың болуы. термиялық нейтрондарды ұстауға арналған үлкен немесе, керісінше, кіші көлденең қимасы бар элементтер (қараңыз. Наиб. ZnS(Ag) кристалдарының жарық шығаруы бар, бірақ олар тек жұқа кристалдар түрінде болады. ұнтақ (үлкен кристалдарды алу мүмкін емес), мөлдірлігі өздері үшін.) және басқалары BaF 2 және Bi 4 Ge 3 O 12 негізіндегі перспективті сцинтилляторлар (гигроскопиялық, бірнеше ондаған см-ге дейін өсуге болады), сілтілі металдардың галогенидтерінің белсендірілмеген кристалдары. Т-200° C. Мысалы, NaI кристалдары NaI (Tl) шамасындағы жарық шығысымен бірдей. T= 300 К, бірақ t - кішірек шама. Жарықтандыру механизмі бейорганикалық болып табылады. сцинтилляторлар иондық кристалдардың жолақ диаграммасымен суреттелген (2-сурет). Тыйым салынған энергияның ішінде. аймақтары (қараңыз Аймақ теориясы) активатор иондарының дискретті энергетикалық деңгейлері (мысалы, NaI үшін Tl), сондай-ақ басқа да сөзсіз қоспалар мен кристалдық ақаулар болуы мүмкін. торлар. Зарядтау кезінде электронды бөлшектер валенттік аймақтан экситондық аймаққа және өткізгіштік зонаға өтуге жеткілікті энергияны ала алады. Жолақ аралығының дискретті деңгейлерінде аралық түсірумен электрондардың валенттік жолаққа кері ауысуы оптикалық сигналдардың шығарылуына әкеледі. фотондар. Олардың энергиясы жолақ саңылауынан аз және дискретті деңгейлердің тығыздығы төмен болғандықтан, кристал олар үшін мөлдір болып шығады. Жарық шығысы активатор концентрациясына байланысты IN(Cурет 3). Жоғары концентрациялардағы жарық шығысының төмендеуі активатор деңгейінде фотонды жұту ықтималдығының жоғарылауымен байланысты. Жарықтандыру уақыты t активатор концентрациясын 3 10 -3 дейін арттырған кезде 0,35-тен 0,22 мкс-ке дейін азаяды.

Күріш. 2. Иондық кристалдың жолақ диаграммасы.

Күріш. 3. Жарық шығысының тәуелділігі МЕН Tl концентрациясы бойынша NaI кристалына дейін.

Күріш. 4. =661 КеВ үшін NaI(Tl) импульстарының спектрі.

Жоғары тығыздық p және жоғары атомдық саны Z негізді анықтайды. бейорганикалық негізіндегі S. d. g-сәулеленуді тіркеуге және спектрометриялауға арналған сцинтилляторлар (4-сурет). Спектр монохроматикалық g-сәулелену деп аталатындардан тұрады. жалпы сіңірудің шыңы (g-кванттың жалпы сіңірілуі) және Комптонның таралуы (қараңыз. Комптон эффектісі),оның қатынасы кристалдың өлшеміне байланысты. Энергия Жалпы жұтылу шыңының рұқсаты фотокөбейткіштің 1-ші динодында жиналған электрондар санының ауытқуынан, фотокөбейткіштің дисперсиясынан және т.б. ең жақсы кристалдар үшін 137 Сс (=661 КеВ) г-сәулелерінің энергиясы үшін тұрады. тәртібі 7%. Жазылған энергия өзгерген сайын рұқсат заңға сәйкес өзгереді . NaI (Tl)-де электрондар мен у-кванттарды тіркеу кезінде жарық жарқылының интенсивтілігі мен «жоғалған» энергия арасындағы пропорционалдық > 100 КеВ кезінде болады. Төменгі энергияларда жарық шығысы күрделі түрде соққыға байланысты. энергия шығындары.

Органикалық сцинтилляторлар.Олардың ішінде органикалық. кристалдар, сцинтилляциялық заттардың органикалық заттардағы сұйық және қатты ерітінділері. еріткіштер мен полимерлер, сондай-ақ органикалық. газдар (қараңыз органикалық өткізгіштер).

Кесте 2.- Органикалық сцинтилляторлардың сипаттамасы

Органикалық түрде Сцинтилляторларда фотондардың сәулеленуі қозған молекулалардың электрондық ауысуларымен байланысты. Органикалық сцинтилляторлар төмен тиімділік Z~6, салыстырмалы түрде төмен p тығыздығы және t жарықтандырудың қысқа ұзақтығымен сипатталады (2-кесте). Соңғысы оларды уақытты өлшеуге ыңғайлы етеді. Наиб. жарық шығаруға антраценмен қол жеткізіледі, оның құндылығы басқа органикалық заттармен салыстырғанда. сцинтилляторлар жиі 1 ретінде қабылданады.

Пластмассаға негізделген. және сұйық сцинтилляторлар, бетінің ауданы мен көлемі үлкен және қажетті пішіндегі сцинтилляторлар жасалады. Әдетте, олар 2-3 компоненттен тұрады: мөлдір пластик (полистирол, поливинилтолуол, метилметакрилат) немесе органикалық. еріткіштер (ең жоғары жарық шығысы ксилол мен толуолға арналған) және сцинтилляциялық қоспа немесе активатор ( б-терфенил, 2,5-дифенилоксазол, тетрафенил-бутадиен, стилбен, нафталин, бифенил) концентрациясы 1-10 г/л; кейде олар деп аталатындарды қосады. спектрлік араластырғыш (5-фенил-2, оксазолилбензол - POPOP) концентрациясы 0,01-0,5 г/л жарық жарқылының спектрін фотокатодтың спектрлік сезімталдығымен сәйкестендіру үшін.

Активатор мен еріткіш еріткіштің 1-ші қозған деңгейі активатордың 1-ші деңгейінен жоғары болатындай етіп таңдалады. Сонда қозу энергиясын еріткіш молекулаларынан активатор молекулаларына беруге болады. Активатордың концентрациясы жоғарылаған сайын жарық шығаруы алдымен артады, содан кейін максимумнан өткеннен кейін ол төмендей бастайды, бұл активатор молекулаларының жарықты өздігінен жұту ықтималдығының жоғарылауымен байланысты. Сұйық және пластмассада. сцинтилляторларды қосуға болады (бірнеше %), мысалы. зерттелетін радиоактілер. изотоптары немесе Li, B, Gd, Cd термиялық нейтрондарын тіркеу кезінде.

Жарық шығару органикалық сцинтилляторлар энергиядағы жеңіл және ауыр бөлшектер үшін әртүрлі< 10 МэВ, a/b0,1. Сцинтилляционный импульс в органич. сцинтилляторах обычно содержит 2 компоненты: быструю (t~10 с) и медленную (t~10 -7 -10 -5 с). Относит. интенсивности компонент зависят от природы частиц, что приводит к различию в форме импульса для тяжёлых и лёгких частиц (рис. 5). На этом различии основан метод регистрации быстрых нейтронов по протонам отдачи на фоне потока g-квантов.

Күріш. 5. Электрондарға, протондарға және а-бөлшектерге арналған органикалық сцинтилляторлардағы импульстік пішін.

Жарық шығысының соғуға тәуелділігі. Энергия жоғалтулары Биркс формуласымен сипатталады:

Қайда АЖәне IN -тұрақты.

Органикалық негізіндегі С.Д. калибрлеу. сцинтилляторлар көздерін пайдалану арқылы төмен энергия аймағында жүзеге асырылады түрлендіру электрондарыжәне g-көздер, ал жоғары энергетикалық аймақта - декомп көмегімен. релятивистік бөлшектермен байланысты процестер (тоқтатылғанның ыдырауы мюондар,релятивистік бөлшектердің өтуі анықталды. сызықтық қашықтық және т.б.).

Сұйық сцинтилляторлардың жоғары мөлдірлігі олардың негізінде бірнеше өлшемді СД жасауға мүмкіндік береді. метр және салмағы бірнешеге дейін жетеді. жүздеген тонна, мысалы. нейтриноларды анықтауға арналған эксперименттерде. Бұл жағдайда ақ спирт (тазартылған керосин) негізіндегі сцинтиллятор жиі қолданылады. Оның мөлдірлігі с= 20 м ғарышты жан-жақты зерттеу үшін ақ рух негізінде ең үлкен жер асты ғылыми деректері жасалды. сәулелер мен нейтрино астрофизикасы: Баксан сцинтилляциялық телескопы (330 тонна), 105 тонналық жер асты SD, Артёмовск қаласының жанындағы жерасты бөлмесінде орналасқан; Монблан астындағы туннельде (90 тонна) орыс-итальяндық С.Д.

Газды сцинтилляторлар- инертті газдар және олардың газ тәрізді, сұйық және қатты күйдегі қоспалары. Люминесценцияның орталықтары қозған молекулалар болып табылады. Инертті газдар қысқа люминесценция уақыттарымен (t~10 -8 -10 -9 с) және жоғары жарық шығарумен сипатталады, сондықтан Xe-нің жарық шығаруы Nal(Tl) ретімен бірдей. Негізгі Асыл газдардың сәулелену бөлігі вакуумдық ультракүлгін аймағында (l~200 нм) жатады, сондықтан мұндай фотондарды тіркеу үшін кварцты енгізу терезесі бар фотокөбейткіш немесе кіріс терезесіне қолданылатын спектр араластырғыш (дифенил-стильбен немесе кватерфенил) қажет. Негізгі газды пайдалану SD - а-бөлшектерді және бөліну фрагменттерін тіркеу (қараңыз. Ядролық бөліну).

Басқа түрлері S. d.Жануарлар Сцинтиллятордың жарық шығысына электрлік әсер етеді. өріс. Жеткілікті күшті өріс қолданылған кезде, өту кезінде пайда болатын зарядтар. электронды бөлшектер атомдарды қоздыру және иондау үшін жеткілікті энергияға ие бола алады, бұл ақыр соңында жарық жарқылында фотондар санының артуына әкеледі. Бұл принцип сцинтилляциялық пропорционалды санауыштың негізінде жатыр. Оның артықшылығы - жоғары энергия. төмен энергия аймағындағы рұқсат.

Қолдану кезінде электронды-оптикалық түрлендіргішБөлшек жолының фотосуретін сцинтилляторда (люминесценция камерасы) алуға болады. Электронды-оптикалық камералармен бірге сцинтилляциялық камералар кең таралған. Конвертер екі өзара перпендикуляр бағытта сцинтилляциялық талшықтар жүйесін пайдаланады (қараңыз. талшықты сцинтилляция детекторы).

Лит.:Радиометриядағы сцинтилляция әдісі, М., 1961; Абрамов А.И., Казанский Ю.А., Матусевич Е.С., Ядролық физиканың эксперименталды әдістерінің негіздері, 3-бас., М., 1985; Ляпидевский В.К., Радиацияны анықтау әдістері, М., 1987 ж.

• - сцинтилляциялық детектордың бір түрі, оның ерекшелігі параллель сцинтиллятор талшықтарының тұрақты жүйесі болып табылады. Зарядтаудан түсетін жарықтың бір бөлігі...

  Физикалық энциклопедия

• - ядролық бөлшектердің детекторы, негізгі. элементтері зарядтың әсерінен люминесценцияланатын зат. иә, және фотокөбейткіш түтік ...

  Физикалық энциклопедия

• - детектор, электр сигналдарының түрлендіргіші, олардағы ақпаратты кейіннен жіберу үшін оқшаулау үшін...

  Технология энциклопедиясы

• - қабылдағышқа түсетін модуляцияланған тербелістерді түрлендіруге арналған құрылғы жоғары жиілік, есту арқылы қабылданбайды, телефон арқылы естілетін төмен жиілікті тербелістерге...

  Теңіз сөздігі

• - демодулятор, қабылдағышқа түсетін, есту арқылы қабылданбайтын жоғары жиілікті тербелістерді телефон арқылы естілетін төмен жиілікті тербелістерге түрлендіруге арналған құрылғы...

  Техникалық темір жол сөздігі

• - бөлшектерді тіркеуге және спектрометриялауға арналған құрылғы. Әрекет иондаушы сәулелену сцинтиллятор арқылы өткенде пайда болатын жарық жыпылықтауын жазуға негізделген...

  Жаратылыстану. Энциклопедиялық сөздік

• - рентгендік экранның жарықтығындағы өзгерістерді оған орнатылған фотосенсор аймағында графикалық түрде жазуға арналған құрылғы ...

  Үлкен медициналық сөздік

• - геологиялық жағдайларда радиоактивті сәулелену өрістерін зерттеуге арналған құрылғы. зерттеу. Сәулеленуді қабылдағыш ретінде фотокөбейткішпен бірге жарқырайтын зат қолданылады...

  Геологиялық энциклопедия

• - 1) электрлік жиі PP немесе вакуумдық диодпен, транзистормен, дифференция үшін қолданылатын схема. электр түрлендірулерінің түрі...

  Үлкен энциклопедиялық политехникалық сөздік

• - ядролық сәулеленуді және элементар бөлшектерді тіркеуге арналған құрылғы, оның негізгі элементтері зарядталған бөлшектердің және фотокөбейткіштің әсерінен люминесценцияланатын зат...

  Металлургияның энциклопедиялық сөздігі

• - ядролық сәулеленудің және элементар бөлшектердің сипаттамаларын өлшеуге арналған құрылғы, оның негізгі элементі сцинтилляциялық есептегіш...
• - ядролық сәулеленуді және элементар бөлшектерді тіркеуге арналған құрылғы, оның негізгі элементтері зарядталған бөлшектер мен фотокөбейткіш түтіктің әсерінен люминесценцияланатын зат...

  Ұлы Совет энциклопедиясы

• - бөлшектерді тіркеуге және спектрометриялауға арналған құрылғы. Әрекет фотокөбейткіштермен жазылған бірқатар заттардағы зарядталған бөлшектердің жарық жыпылықтауын қоздыруға негізделген...

  Үлкен энциклопедиялық сөздік

• - ...

  Орыс тілінің орфографиялық сөздігі

• - сцинтилляция»...

  Орыс орфографиялық сөздігі

• - сцинтилляциялық санауыш – әрекеті сцинтилляция құбылысына негізделген, сцинтиллятор мен фотоэлектроннан тұратын иондаушы сәулеленуді тіркеуге арналған құрылғы...

  Сөздік шетелдік сөздерорыс тілі

Кітаптардағы «СЦИНТИЛЯЦИЯ ДЕТЕКТОРЫ».

Өтірік детекторы қалай жұмыс істейді?

автор

Өтірік детекторы қалай жұмыс істейді?

«Ең жаңа фактілер кітабы» кітабынан. 1-том. Астрономия және астрофизика. География және басқа жер туралы ғылымдар. Биология және медицина автор Кондрашов Анатолий Павлович

Өтірік детекторы қалай жұмыс істейді? Өтірік детекторы – сұрау кезінде адамның тамыр соғу жиілігін, тыныс алу жиілігін, қан қысымын және терінің электрлік кедергісін (терлеу қарқындылығын) өлшейтін құрылғы. Адам өтірік айтса, алғашқы үш көрсеткіш артады, және

Қате детекторы

«Ми және өмір лабиринттері» кітабынан автор Бехтерева Наталья Петровна

Қате детекторы Институт жұмысының өте маңызды саласы мидың жоғары функцияларын зерттеу болып табылады: зейін, есте сақтау, ойлау, сөйлеу, эмоциялар. Осы мәселелермен бірнеше зертханалар жұмыс істейді, соның ішінде мен басқаратын, академик Н.П. Бехтерева,

Өтірік детекторы

«Практикалық орыс идеясы» кітабынан автор Мухин Юрий Игнатьевич

Өтірік детекторы Қазіргі Президент пен депутаттардың арасында біздің күресімізде одақтастардың жоқтығы және болуы мүмкін емес екені анық. Неліктен бізде саяси спектрдің оң жағында, барлық бағыттағы либералдар мен демократтар арасында одақтастар жоқ екені де түсінікті. Бұл адамдарда бар кемшіліктер бар

Өтірік детекторы

«Заңгер энциклопедиясы» кітабынан автор Авторы белгісіз

Өтірік детекторы ӨТІРІК ДЕТЕКТОР (полиграф) – қан қысымының, пульстің жиілігін, терінің ылғалдылығын, тыныс алу жиілігін (физиологиялық айнымалылар) және т.б. өзгерістерді үздіксіз өлшейтін құрылғы. Ішкі шиеленіс кезінде, мысалы, жағымсыз сұрақтарға немесе жалған жауаптар кезінде.

Автордың Ұлы Совет Энциклопедиясы (СК) кітабынан TSB

ӨТІРІКТІ ДЕТЕКТОР

Қоян кітабынан жолбарыс бол! автор Вагин Игорь Олегович

ӨТІРІКТІ ДЕТЕКТОР Ғалымдар шындықты анықтау үшін қанша тапқыр, өте сезімтал құрылғыларды ойлап тапты: адам өтірік немесе шындықты айту. Бірақ қажет болса, оларды жеке пайдалана аласыз ба? Және бұл қажеттілік күн сайын, әр уақытта туындайды

Өтірік детекторы

Мен сізге айтқым келген кітаптан... Букай Хорхе жазған

Өтірік детекторы - мен одан шаршадым! - Мен шағымдандым - Не, Демиан? - Олар маған өтірік айтып жатыр! Мен өтірік айтудан шаршадым - Өтірік неге ашуландырады? – Жаңбыр дымқыл болды деп налығандай... – Бұл қалай? Өйткені бұл қорқынышты! Мені алдайтындар, мені алдайтындар, мені алдап жүргендерге ренжідім

Өтірік детекторы

Өтірікшіні дене тілінен қалай тануға болады кітабынан. Алданып қалғысы келмейтіндер үшін практикалық нұсқаулық автор Малышкина Мария Викторовна

Өтірік детекторы Өтірік детекторы (полиграф) эмоциялардан туындаған адам ағзасының физиологиялық реакцияларын өлшеуге арналған ең кең таралған құрал. Ол, атап айтқанда, тергеу кезінде күдіктілердің айғақтарының растығын тексеру үшін қолданылады.

Сіздің өтірік детекторыңыз

Қайта жүктеу кітабынан. Өз тарихыңызды қалай қайта жазуға және толық өмір сүруді бастауға болады жазған Лоер Джим

Сіздің өтірік детекторыңыз Эрнест Хемингуэйден керемет жазушы болу үшін не қажет деп сұрағанда, ол: «Кіріктірілген, соққыға төзімді детектор» деп жауап берді басқалары; кейбір адамдар үшін бұл сөзсіз әсер етеді

«Өтірік детекторы»

«Өмірдің рекордтар кітабы» кітабынан. Сүйуді үйрену автор Некрасов Анатолий Александрович

«Өтірік детекторы» Бірінші арнада жүргізуші Андрей Малаховпен «Өтірік детекторы» атты жаңа бағдарлама пайда болды. Бұл біздің теледидарда жақында қолданылған тағы бір американдық шоу жобасы. Барлық осындай жобалар бір мәселені шешеді - екеуін де тарту

Өтірік детекторы

Арнайы қызмет әдістерін қолдану арқылы жадты дамыту кітабынан авторы Букин Денис С.

Өтірік детекторы Өтірік детекторы әдетте полиграф деп аталады - адамның физиологиялық күйі туралы ақпаратты тіркейтін құрылғы: тамыр соғу жиілігі, қан қысымы, тыныс алу жиілігі мен тереңдігі, терінің гальваникалық реакциясы (терідегі тер секрециясы), бұлшықет.

Сцинтилляциялар, латын сөзі, заттың зарядталған бөлшектерінен пайда болатын көрінетін жарықтың жыпылықтауы. Сцинтилляциялық детектордың жұмысы қозған атомдар шығаратын фотондарды тіркеуге негізделген. Спинтарископ деп аталатын бірінші сцинтилляциялық детектор қабатпен жабылған экран болды ZnS. Зарядталған бөлшектер оған тиген кезде пайда болған жарқылдар микроскоптың көмегімен жазылған. Дәл осындай детектормен алтын атомдарымен альфа-бөлшектердің шашырауы бойынша эксперимент жүргізілді, бұл атом ядросының ашылуына әкелді.

Барлығы емес мөлдір материалсцинтиллятор ретінде жарамды, ол өзінің сәулеленуіне мөлдір болуы керек. Оларға жатады NaJ(Tl), CsI, органикалық: антрацен (C 14 H 10), стилбен (C 14 H 12), нафталин (C 10 H 8). Тіркелген зарядталған бөлшек кристалға түседі және

онда тежеледі, қоздырғыш және иондаушы атомдар. Соңғысы негізгі күйге өтіп, фотондар шығарады. Мұның бәрі өз уақытында 10 -7 бірге. Жақсы кристалдарда бөлшек энергиясының бірнеше пайызы жарыққа айналады. Детектордағы кристал жарық бір жағынан ғана шығатындай етіп шағылдырғышпен қоршалған.

Әлсіз жарық жыпылықтауын тіркеу үшін пайдаланыңыз фотокөбейткіш түтіктер(PMT) (Cурет 6). Сцинтиллятор мен фотокөбейткіштің ұшы арасында оптикалық контакт құрылады. Жарық жарқылының фотондары, фотоэффектке байланысты (дәрісті қараңыз), фотокатодтан (1) жұқа қабықша түрінде жасалған электрондарды сөндіреді. ішінде PMT колбалары. Бұл электрондар фокустау электр өрісі арқылы динод деп аталатын аралық электродқа (2) бағытталған. Беткей

Динод жоғары екіншілік электронды эмиссия коэффициенті бар материалмен қапталған. Әрбір түскен электрон 3-тен 5-ке дейін екінші реттік электрондарды сөндіреді. Фотокөбейткіште 10-нан астам динодтар бар, бұл электрондар ағынын күшейтуге мүмкіндік береді. 10 5 және одан да көп рет. Фотокөбейткіштің (8) анодында электрлік импульс пайда болады, ол одан әрі күшейтіледі және жазылады. PMT тамаша ерекшелігі оның жақсы сақталған пайда сызықтылығы болып табылады. Сцинтилляциялық детектордың эквивалентті сұлбасы 7-суретте көрсетілген. Сигнал пішінін сипаттайтын теңдеу жоғарыда келтірілген ((1) формуланы қараңыз). Бұл теңдеудегі токтың уақытқа тәуелділігі сцинтиллятордың жарықтандыру динамикасымен анықталады және келесідей көрінеді.

Қайда τ - сцинтиллятордың жарықтандыру уақыты. Бейорганикалық сцинтилляторлар үшін бұл уақыт тәртібі бойынша 10 -7 с, органикалық үшін - 10 -8 s, пластик үшін ол жетеді 10 -9 бірге. Сцинтиллятордағы энергияның жоғалуы кезіндегі импульс амплитудасы ΔEшамамен тең

Қайда η - сцинтиллятордың жарық шығаруы (жарық түрінде шығарылатын энергияның үлесі, антрацен үшін 0,05), ε - PMT фотокатодының кванттық шығымы (1 фотонға түсірілген фотоэлектрондардың орташа саны, реттік мәні 0,1), Қ- PMT өсімі ( 10 5 және т.б.), hυ- сцинтилляторда түзілетін фотондардың орташа энергиясы, C- жерге қатысты PMT анодының сыйымдылығы (мәні 20 пФ), e- электрон заряды. Егер аталған шамалар үшін типтік мәндерді алсақ және детекторда жоғалған бөлшектің энергиясы 5 МэВ болса, онда амплитудасы

8-сурет Cs-137 спектрінің типтік пішіні

ол шамамен 10 вольт болады.

Сцинтилляциялық детекторлардың энергетикалық ажыратымдылығы ΔE/Eәдетте бірнеше пайыздан артық емес, өйткені бір фотоэлектронның пайда болуы энергияны қажет етеді hν/(η·ε), шамамен 500 эВ тең (иондау камерасы үшін 30 эВ-пен салыстырыңыз).

Резерфорд зертханасында протонның ашылуы (1919 ж.) ядролық реакция кезіндегі бөлшектердің әсерінен болатын сцинтилляцияларды бақылау арқылы жүзеге асты. α + 14 N → p + 17 O. Сцинтилляциялық есептегіштерді электрондардың энергетикалық спектрлерін өлшеу үшін пайдалануға болады және γ -сәулелер (8-суретте моноэнергетикалық үшін спектрдің пішіні γ -кванттар). Олар доза жылдамдығын өлшеу үшін қолданылады β - Және γ - сәулелену, сондай-ақ нейтрондар. Сцинтилляциялық есептегіштердің артықшылықтары: әртүрлі бөлшектерді тіркеудің жоғары тиімділігі (100% дерлік); өнімділік; әртүрлі өлшемдегі және конфигурациядағы сцинтилляторларды өндіру мүмкіндігі; жоғары сенімділік.

Үлкен көлемдегі сцинтилляторлар затпен әрекеттесу үшін кішкене қимасы бар бөлшектерді анықтау үшін тиімділігі өте жоғары детекторларды жасауға мүмкіндік береді (кристалы бар детектор белгілі. NaJ(Tl)диаметрі 0,75 м және ұзындығы 1,5 м, фотокөбейткіштердің үлкен санымен қаралады). Рейнс пен Коэннің нейтриноларды ашу бойынша әйгілі тәжірибесінде (1956) әрқайсысының көлемі 1400 литр болатын үш сұйық сцинтиллятор қолданылды.