Scintilačný počítač pozostáva z dvoch komponentov, ako je scintilátor (fosfor) a fotoelektronický multiplikátor. V základnej konfigurácii výrobcovia pridali k tomuto počítadlu zdroj elektrickej energie a rádiové zariadenia, ktoré zabezpečujú zosilnenie a registráciu impulzov PMT. Pomerne často sa kombinácia všetkých prvkov tohto systému vykonáva pomocou optického systému - svetlovodu. Ďalej v článku zvážime princíp fungovania scintilačného čítača.
Funkcie práce
Zariadenie scintilačného počítadla je pomerne komplikované, preto je potrebné tejto téme venovať väčšiu pozornosť. Podstata činnosti tohto zariadenia je nasledovná.
Do zariadenia vstupuje nabitá častica, v dôsledku čoho sú všetky molekuly excitované. Tieto objekty sa po určitom čase usadia a pri tomto procese uvoľnia takzvané fotóny. Celý tento proces je nevyhnutný na to, aby došlo k záblesku svetla. Určité fotóny prechádzajú na fotokatódu. Tento proces je nevyhnutný pre vznik fotoelektrónov.
Fotoelektróny sú zaostrené a doručenéoriginálna elektróda. K tejto akcii dochádza v dôsledku práce takzvaného PMT. V následnej akcii sa počet týchto rovnakých elektrónov niekoľkokrát zvýši, čo je uľahčené emisiou elektrónov. Výsledkom je napätie. Navyše to len zvyšuje jeho okamžitý účinok. Trvanie impulzu a jeho amplitúda na výstupe sú určené charakteristickými vlastnosťami.
Čo sa používa namiesto fosforu?
V tomto prístroji bola vynájdená náhrada za prvok, akým je fosfor. Vo všeobecnosti výrobcovia používajú:
- kryštály organického typu;
- kvapalné scintilátory, ktoré musia byť tiež organického typu;
- pevné scintilátory, ktoré sú vyrobené z plastu;
- plynové scintilátory.
Pri pohľade na údaje o náhrade fosforu môžete vidieť, že výrobcovia vo väčšine prípadov používajú iba organické látky.
Hlavná charakteristika
Je čas porozprávať sa o hlavnej charakteristike scintilačných počítadiel. V prvom rade si treba všimnúť svetelný výkon, žiarenie, jeho takzvané spektrálne zloženie a samotné trvanie scintilácie.
Pri prechode rôznych nabitých častíc cez scintilátor vzniká určitý počet fotónov, ktoré nesú sem alebo inú energiu. Pomerne veľká časť vyprodukovaných fotónov bude absorbovaná a zničená v samotnej nádrži. Namiesto fotónovktoré boli absorbované, vzniknú iné druhy častíc, ktoré budú predstavovať energiu o niečo menšej povahy. V dôsledku toho všetkého sa objavia fotóny, ktorých vlastnosti sú charakteristické výlučne pre scintilátor.
Svetelný výkon
Ďalej zvážte scintilačný počítač a princíp jeho činnosti. Teraz venujme pozornosť svetelnému výkonu. Tento proces sa tiež nazýva účinnosť typu konverzie. Výstup svetla je takzvaný pomer energie, ktorá vyjde, k množstvu energie nabitej častice stratenej v scintilátore.
Pri tejto akcii priemerný počet fotónov ide výlučne von. Toto sa tiež nazýva energia priemernej povahy fotónov. Každá z častíc prítomných v zariadení nevykresľuje monoenergetiku, ale len spektrum ako súvislý pás. Koniec koncov, je to on, kto je charakteristický pre tento typ práce.
Je potrebné venovať pozornosť tomu najdôležitejšiemu, pretože toto spektrum fotónov nezávisle opúšťa nám známy scintilátor. Je dôležité, aby sa zhodoval alebo aspoň čiastočne prekrýval so spektrálnou charakteristikou PMT. Toto prekrytie prvkov scintilátora s odlišnou charakteristikou je určené výlučne koeficientom, na ktorom sa dohodli výrobcovia.
V tomto koeficiente prechádza spektrum vonkajšieho typu alebo spektrum našich fotónov do vonkajšieho prostredia tohto zariadenia. Dnes existuje niečo ako "účinnosť scintilácie". Ide o porovnanie zariadenia siné údaje PMT.
Tento koncept spája niekoľko aspektov:
- Účinnosť zohľadňuje počet našich fotónov emitovaných scintilátorom na jednotku absorbovanej energie. Tento indikátor zohľadňuje aj citlivosť zariadenia na fotóny.
- Účinnosť tejto práce sa spravidla hodnotí porovnaním s účinnosťou scintilácie scintilátora, ktorá sa považuje za štandard.
Rôzne zmeny scintilácie
Princíp činnosti scintilačného čítača pozostáva aj z nasledujúceho nemenej dôležitého aspektu. Scintilácia môže podliehať určitým zmenám. Vypočítavajú sa podľa osobitného zákona.
I0 v ňom označuje maximálnu intenzitu scintilácie, ktorú uvažujeme. Pokiaľ ide o ukazovateľ t0- ide o konštantnú hodnotu a označuje čas tzv. útlmu. Tento pokles ukazuje čas, počas ktorého intenzita klesá na svojej hodnote o určité (e) časy.
Pozor si treba dať aj na počet takzvaných fotónov. V našom zákone sa označuje písmenom n.
Kde je celkový počet fotónov emitovaných počas scintilačného procesu. Tieto fotóny sú emitované v určitom čase a zaregistrované v zariadení.
pracovné procesy s fosforom
Ako sme už písali, scintilácia počítapôsobiť na základe práce takého prvku, ako je fosfor. V tomto prvku sa uskutočňuje proces takzvanej luminiscencie. A delí sa na niekoľko typov:
- Prvým druhom je fluorescencia.
- Druhým druhom je fosforescencia.
Tieto dva druhy sa líšia predovšetkým v čase. Keď dôjde k takzvanému blikaniu v spojení s iným procesom alebo počas časového obdobia rádovo 10-8 sekúnd, ide o prvý druh procesu. Pokiaľ ide o druhý typ, tu je časový interval o niečo dlhší ako predchádzajúci typ. Tento časový nesúlad vzniká, pretože tento interval zodpovedá životu atómu v nepokojnom stave.
Celkovo trvanie prvého procesu vôbec nezávisí od indexu nepokoja toho či onoho atómu, ale čo sa týka výstupu tohto procesu, je to dráždivosť tohto prvku, ktorá ho ovplyvňuje. Za zmienku tiež stojí skutočnosť, že v prípade nepokoja určitých kryštálov je rýchlosť takzvaného výstupu o niečo nižšia ako pri fotoexcitácii.
Čo je fosforescencia?
Výhody scintilačného počítača zahŕňajú proces fosforescencie. Pod týmto pojmom väčšina ľudí chápe iba luminiscenciu. Preto tieto funkcie zvážime na základe tohto procesu. Tento proces je takzvaným pokračovaním procesu po dokončení určitého druhu práce. Fosforescencia kryštálových fosforov vzniká rekombináciou elektrónov a dier, ktoré vznikli pri excitácii. V určitomfosforové predmety, je absolútne nemožné spomaliť proces, pretože elektróny a ich otvory padajú do takzvaných pascí. Práve z týchto pascí sa môžu samé uvoľniť, ale na to potrebujú, podobne ako iné látky, dodatočný prísun energie.
V tomto ohľade trvanie procesu závisí aj od konkrétnej teploty. Ak sa procesu zúčastňujú aj iné molekuly organickej povahy, tak proces fosforescencie nastáva len vtedy, ak sú v metastabilnom stave. A tieto molekuly nemôžu prejsť do normálneho stavu. Len v tomto prípade môžeme vidieť závislosť tohto procesu od rýchlosti a od samotnej teploty.
Funkcie počítadiel
Má výhody a nevýhody scintilačného čítača, ktorým sa budeme venovať v tejto časti. V prvom rade si popíšeme výhody zariadenia, pretože ich je pomerne veľa.
Špecialisti zdôrazňujú pomerne vysokú mieru dočasných schopností. Časom jeden impulz vydaný týmto zariadením nepresiahne desať sekúnd. Ale to je prípad, keď sa používajú určité zariadenia. Toto počítadlo má tento indikátor niekoľkonásobne menší ako jeho iné analógy s nezávislým vybíjaním. To výrazne prispieva k jeho využitiu, pretože rýchlosť počítania sa niekoľkonásobne zvyšuje.
Ďalšia pozitívna kvalita týchto typov počítadiel je skôr malým indikátorom neskorého impulzu. Ale takýto proces sa vykonáva až potom, čo častice prejdú registračným obdobím. je to rovnakéumožňuje priamo uložiť čas pulzu tohto typu zariadenia.
Scintilačné čítače majú tiež pomerne vysokú úroveň registrácie určitých častíc, medzi ktoré patria neuróny a ich lúče. Aby sa zvýšila úroveň registrácie, je nevyhnutné, aby tieto častice reagovali s takzvanými detektormi.
Výroba zariadení
Kto vynašiel scintilačné počítadlo? V roku 1947 to urobil nemecký fyzik Kalman Hartmut Paul a v roku 1948 vedec vynašiel neutrónovú rádiografiu. Princíp činnosti scintilačného čítača umožňuje jeho výrobu v pomerne veľkých rozmeroch. To prispieva k tomu, že je možné vykonať takzvanú hermetickú analýzu pomerne veľkého energetického toku, ktorý zahŕňa ultrafialové lúče.
Do zariadenia je tiež možné zaviesť určité látky, s ktorými môžu neutróny celkom dobre interagovať. Čo má, samozrejme, svoje bezprostredné pozitívne vlastnosti pri výrobe a budúcom použití pultu tohto charakteru.
Typ dizajnu
Častice scintilačného počítača zaisťujú jeho vysokokvalitný výkon. Spotrebitelia majú na prevádzku zariadenia nasledujúce požiadavky:
- na takzvanej fotokatóde je najlepším indikátorom zberu svetla;
- na tejto fotokatóde je výnimočne rovnomerný typ rozloženia svetla;
- nepotrebné častice v zariadení sú tmavé;
- magnetické polia nemajú absolútne žiadny vplyv na celý proces prenášania;
- koeficient vv tomto prípade je stabilný.
Nevýhody scintilačné počítadlo má tie najmenšie. Pri vykonávaní práce je nevyhnutné zabezpečiť, aby amplitúda signálových typov impulzov zodpovedala iným typom amplitúd.
Skladové balenie
Scintilačné počítadlo je často zabalené v kovovej nádobe so sklom na jednej strane. Medzi samotnú nádobu a scintilátor je navyše umiestnená vrstva špeciálneho materiálu, ktorý zabraňuje prenikaniu ultrafialových lúčov a tepla. Plastové scintilátory nemusia byť balené v uzavretých obaloch, avšak všetky pevné scintilátory musia mať na jednom konci výstupné okienko. Je veľmi dôležité venovať pozornosť baleniu tohto spotrebiča.
Výhody merača
Výhody scintilačného počítača sú nasledovné:
- Citlivosť tohto zariadenia je vždy na najvyššej úrovni a od toho priamo závisí jeho priama účinnosť.
- Možnosti nástroja zahŕňajú širokú škálu služieb.
- Schopnosť rozlíšiť medzi určitými časticami využíva iba informácie o ich energii.
Vďaka vyššie uvedeným ukazovateľom tento typ merača prekonal všetkých svojich konkurentov a právom sa stal najlepším zariadením svojho druhu.
Za zmienku tiež stojí, že medzi jeho nevýhody patrí citlivé vnímaniezmeny konkrétnej teploty, ako aj podmienok prostredia.
