Szcintillációs spektrométer - egy szó meghatározása
Készülék jellemzőinek mérése nukleáris sugárzás és az elemi részecskék (sugárzás erőssége az energia a részecskék, a élettartama instabil sejtmagok és részecskék), a fő eleme, amely egy szcintillációs számlálóval. Az energia mérésének lehetősége. a szcintillátor fényének (fénykibocsátásának) intenzitásától függ a részecske által elvesztett energiától. Az erősen ionizáló részecske (? Részecskék, hasadási) és az alacsony energiájú részecskéket (. 1 MeV) rendelkezik a legjobb tulajdonságokkal spektrometriás kristály NaI, aktivált Tl [NaI (Tl)], amely egy lineáris függését fény hozam a részecske energia elektronok energiával . 1 keV és az energia-protonok számára. 0,4 MeV, valamint inert gázok.
Annak vizsgálatára,? I sugarak és nagy elektron NaI (Tl) szcintillátor energiák, valamint a legmegfelelőbb, mivel nagy sűrűségű (3,67 g / cc) és hatékony atomszámú. A nagy fénykibocsátás és a jó átláthatóság lehetővé teszi a S. p. jó energiafelbontás. 50 cm-es kristályvastagságnál. megadja
.
Az elektronok és a? -mennyiségek energiával.
1 GeV. 1% -ot ér el.
A nagy energiájú fizikában az incidens részecske energiájának mérésére.
A 10-100 GeV-t néha óriási C. keresztmetszettel használják. teljes felszívódás, amelyben a szcintillátor tömege eléri a tíz és több száz tonnát. A nukleáris kaszkádban felszabaduló teljes energia mérése lehetővé teszi az incidens részecske energiájának meghatározását ± 10% -os pontossággal.
A különféle részecskék és sugárzás regisztrálásának nagy hatékonysága, valamint a reakció sebességének köszönhetően, a nukleáris spektroszkópia és a nagy energiájú részecske-spektroszkópia széles körben alkalmazható. Az alacsony energia tartományban (? 1 MeV), a. alacsonyabbak az energiafelbontásban és az arányos számlálókhoz (lásd Proportális számláló) és a félvezető érzékelőkhöz (lásd a Félvezető érzékelőt).
Irod lásd az Art. Szcintillációs számláló.
V. S. Kaftanov.
Szcintillációs számláló
Készülék regisztrációs nukleáris sugárzás és az elemi részecskék (protonok, neutronok, elektronok. Sugarak, mezonok, és t. D.), A fő elemei, amelyek egy anyag, a lumineszcens a töltött részecskék (szcintillátor), és a fotoelektron-sokszorozó cső (PMT). Vizuális megfigyelés fény villog (scintillations) hatása alatt ionizáló részecskék (? Részecskék, hasadási) az elsődleges módja a nukleáris fizika a 20. század elején. (lásd Spintariskcope). Később S. with. Már teljesen kiszorította a ionizációs kamrák (Lásd. A ionizációs kamra) és arányos számláló (Lásd. Proporcionális számláló). A nukleáris fizikához való visszatérése a 40-es évek végén történt. amikor regisztrálási scintillations már használják nagy többlépcsős photomultiplier nyereség regisztrációhoz képes rendkívül gyenge fény villog.
A cselekvés elve С. с. Ez a következő: a töltött részecske áthaladó szcintillátor, együtt az ionizációs az atomok és molekulák, izgatja őket. Visszatérve a kivont (föld) állapotba, az atomok fotont bocsátanak ki (lásd Lumineszcencia). Fotonok esik a fotoelektron-sokszorozó katód, kopogás elektronok (lásd. A fotoelektron emisszió), miáltal az anód fotoelektron-sokszorozó cső generál egy elektromos impulzust, amely tovább erősítjük, és rögzített (lásd. Ábra.). A kimutatási semleges részecskék (neutronok. Rays) fordul elő a másodlagos töltött részecskék kölcsönhatásából eredő neutronok és? I sugarak atomok szcintillátor.
Különböző anyagok (szilárd, folyékony, gáznemű) szcintillátorokként használatosak. A műanyagokat széles körben használják, amelyek könnyen előállíthatók, mechanikusan feldolgozhatók és intenzív fényt kölcsönöznek. A szcintillátor egyik fontos jellemzője a detektált részecske energiájának frakciója, amely fényenergiává alakul (konverziós hatékonyság?). Kristály szcintillátorok: NaI, aktivált Tl [NaI (Tl)], antracén és ZnS a legmagasabb értékeket képviselik. Et al. A fontos jellemző a bomlási idő. amelyet az élettartam a gerjesztett szinteken határoz meg. A részecskék áthaladását követően a fény intenzitása exponenciálisan változik. ahol én vagyok a kezdeti intenzitás. A legtöbb szcintillátor esetében. a 10 -9 - 10 -5 másodpercen belül van. A rövid műanyag idők műanyagokkal rendelkeznek (1. táblázat). Annál kevésbé. annál gyorsabb lehet.
Ahhoz, hogy egy könnyű flash-regisztrálták PMT, az szükséges, hogy a spektrum a szcintillátor sugárzás egybeesik a spektrális érzékenységi régiót a fotokatód a fotoelektron-sokszorozó és a szcintillátor anyag átlátszó, hogy a saját sugárzás. Ha regisztrálni lassú neutronok (Lásd. Lassú neutronok) a szcintillátort adunk Li vagy B. hidrogén tartalmú szcintillátorok (lásd. Neutrondetektorok) alkalmazunk kimutatásra gyors neutronok. A spektrometria? I sugarak és nagy energiájú elektronok alkalmazásával Nal (Tl), amelynek nagy a sűrűsége és nagy hatékony atomszámú (lásd. A gamma-sugárzás).
C. a. különböző méretű szcintillátorokkal készülnek - az 1-2 mm-től 1-2 m-ig terjedő térfogatúak. Annak érdekében, hogy a "kibocsátott fényt ne" veszítsük el, a fotomultiplikátor jó kapcsolata van a szcintillátorral. S.-ben. kis szcintillátort közvetlenül a photocathode fotomultiplikátorhoz csatlakoztatva. A többi oldalát réteg fényvisszaverő anyaggal (például MgO, TiO) borítják. S.-ben. A nagy méretű fényvezetők használata (általában polírozott szerves üveg).
Photomultipliers, intended for S. p. (2,5% -ig), nagy nyereség (10-10), rövid elektrongyűjtési idő (
10 -8 másodperc) nagy stabilitással. Ez utóbbi lehetővé teszi egy időbeli felbontást egy c.s. 10 -9 másodperc. A fotomultiplikátor nagy nyeresége, valamint az alacsony zajszint mellett lehetővé teszi a fotokathodából kiiktatott egyes elektronok rögzítését. A fotomultiplikátor anódján a jel elérheti a 100 V-ot.
Táblázat. 1. - Egyes szilárd és folyékony szcintillátorok jellemzői,
szcintillációs számlálókban használják
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
idő
hullámhossz
átalakítás
anyag
Sűrűség, g / cm
villog.
legfeljebb
hatékonyságát.
10 -9 másodperc.
spektrumot.
% (elektronok esetén)
P-terfenil xilolban (5 g / l) készült oldatát
0,86
2
3500
2
POPOR adagolásával (0,1 g / l)
P-terfenil-toluol (4 g / l) oldatát
0,86
2.7
4300
2.5
POPOR adagolásával (0,1 g / l)
Polisztirol p-terfenil (0,9%) és
1.06
2.2
4000
1.6
a-NPO (0,05 tömeg%)
A polivinil-toluol 3,4% p-
1.1
3
4300
2
Terfenil és 0,1 tömeg% POPOR
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
POPOR-1,4-di- [2- (5-fenil-oxazolil)] - benzol. NPO-2- (1-naftil) -5-fenil-oxazol.
Az S. s. a különböző részecskék nagy regisztrációs hatékonysága (közel 100%); teljesítményét; a különböző méretű és konfigurációjú szcintillátorok gyártásának lehetősége; magas megbízhatóságot és viszonylag alacsony költségeket. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően, S. p. széles körben használják a nukleáris fizika, elemi részecske fizika és kozmikus sugárzás (Lásd. A kozmikus sugárzás), az ipar (sugárzás kontroll), dózismérő (Lásd. dozimetriás) radiometria (Lásd. Sugárzásmérés), geológiai, gyógyszert, és így tovább. d. hátrányai C c. alacsony érzékenység alacsony energiájú részecskék (? 1 keV), kis energiájú felbontású (lásd. szcintillációs spektrométer).
Alacsony energiájú töltött részecskék tanulmányozása (<0,1 Мэв) и осколков деления ядер в качестве сцинтилляторов применяются газы (табл. 2). Газы обладают линейной зависимостью величины сигнала от энергии частицы в широком диапазоне энергий, быстродействием и возможностью менять тормозную способность изменением давления. Кроме того, источник может быть введён в объём газового сцинтиллятора. Однако газовые сцинтилляторы требуют высокой чистоты газа и специального ФЭУ с кварцевыми окнами (значительная часть излучаемого света лежит в ультрафиолетовой области).
Táblázat. 2. - Egyes gázok jellemzői, mint
szcintillátorokat szcintillációs számlálókban (740 mm nyomáson)
Hg. Art. 4,7 MeV energiájú a-részecskékhez)
------------------------------------------------------------------------------------------------
idő
hullámhossz
átalakítás
gáz
fénypont
legfeljebb
hatékonyság
------------------------------------------------------------------------------------------------
Irod Birke J. Szcintillációs számlálók, transz. angolul. M. 1955; Kalashnikova VI I. Kozodaev MS Az elemi részecskék detektora, a könyvben. A nukleáris fizika kísérleti módszerei, M. 1966; Ritson D. Kísérleti módszerek nagy energiájú fizikában, transz. angolul. M. 1964.
V. S. Kaftanov.
Szcintillációs számláló rendszer: fénykvantumok (fotonok) "kiüti" az elektronokat a fotokatódból; Egy dynódából egy dynódushoz költözve az elektron-lavina megsokszorozódik.
Nagy szovjet enciklopédia