Ang scintillation counter ay binubuo ng dalawang bahagi, gaya ng scintillator (phosphorus) at photoelectronic type multiplier. Sa pangunahing pagsasaayos, idinagdag ng mga tagagawa sa counter na ito ang isang mapagkukunan ng kuryente at kagamitan sa radyo na nagbibigay ng amplification at pagpaparehistro ng mga PMT pulse. Kadalasan, ang kumbinasyon ng lahat ng mga elemento ng sistemang ito ay isinasagawa gamit ang isang optical system - isang magaan na gabay. Higit pa sa artikulo, isasaalang-alang natin ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang scintillation counter.
Mga tampok ng trabaho
Ang aparato ng isang scintillation counter ay medyo kumplikado, kaya ang paksang ito ay kailangang bigyan ng higit na pansin. Ang esensya ng pagpapatakbo ng apparatus na ito ay ang mga sumusunod.
May na-charge na particle ang pumapasok sa device, bilang resulta kung saan nasasabik ang lahat ng molecule. Ang mga bagay na ito ay tumira pagkatapos ng isang tiyak na tagal ng panahon, at sa prosesong ito ay inilalabas nila ang tinatawag na mga photon. Ang buong prosesong ito ay kinakailangan para mangyari ang flash ng liwanag. Ang ilang mga photon ay pumasa sa photocathode. Ang prosesong ito ay kinakailangan para sa paglitaw ng mga photoelectron.
Photoelectrons ay nakatutok at inihatid saorihinal na elektrod. Ang aksyon na ito ay nangyayari dahil sa gawain ng tinatawag na PMT. Sa kasunod na pagkilos, ang bilang ng parehong mga electron na ito ay tataas nang maraming beses, na pinadali ng paglabas ng elektron. Ang resulta ay tensyon. Dagdag pa, pinapataas lamang nito ang agarang epekto nito. Ang tagal ng pulso at ang amplitude nito sa labasan ay tinutukoy ng mga katangiang katangian.
Ano ang ginagamit sa halip na phosphorus?
Sa apparatus na ito, naimbento ang isang kapalit para sa naturang elemento bilang phosphorus. Sa pangkalahatan, ginagamit ng mga tagagawa ang:
- organic-type na kristal;
- liquid scintillators, na dapat ding organic na uri;
- solid scintillators na gawa sa plastic;
- gas scintillators.
Sa pagtingin sa data sa pagpapalit ng phosphorus, makikita mo na ang mga manufacturer sa karamihan ng mga kaso ay gumagamit lamang ng mga organic na substance.
Pangunahing katangian
Panahon na para pag-usapan ang pangunahing katangian ng mga scintillation counter. Una sa lahat, kailangang tandaan ang liwanag na output, radiation, ang tinatawag nitong spectral na komposisyon at ang mismong tagal ng scintillation.
Sa proseso ng pagpasa ng iba't ibang charged na particle sa pamamagitan ng scintillator, isang tiyak na bilang ng mga photon ang nagagawa, na nagdadala dito o ng ibang enerhiya. Ang isang medyo malaking bahagi ng ginawang mga photon ay masisipsip at masisira sa tangke mismo. Sa halip na mga photonna na-absorb, ang iba pang mga uri ng mga particle ay gagawin, na kumakatawan sa enerhiya ng medyo mas mababang kalikasan. Bilang resulta ng lahat ng pagkilos na ito, lilitaw ang mga photon, na ang mga katangian nito ay eksklusibong katangian para sa scintillator.
Light output
Susunod, isaalang-alang ang scintillation counter at ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito. Ngayon bigyang-pansin natin ang liwanag na output. Ang prosesong ito ay tinatawag ding conversion-type na kahusayan. Ang output ng liwanag ay ang tinatawag na ratio ng enerhiya na lumalabas sa dami ng enerhiya ng charged particle na nawala sa scintillator.
Sa pagkilos na ito, ang average na bilang ng mga photon ay eksklusibo sa labas. Tinatawag din itong enerhiya ng karaniwang katangian ng mga photon. Ang bawat isa sa mga particle na naroroon sa aparato ay hindi naglalabas ng mga monoenergetics, ngunit ang spectrum lamang bilang isang tuluy-tuloy na banda. Kung tutuusin, siya ang katangian ng ganitong uri ng trabaho.
Kailangan na bigyang-pansin ang pinakamahalagang bagay, dahil ang spectrum ng mga photon na ito ay nakapag-iisa na iniiwan ang scintillator na kilala sa atin. Mahalaga na ito ay nag-tutugma o hindi bababa sa bahagyang magkakapatong sa spectral na katangian ng PMT. Ang overlap na ito ng mga elemento ng scintillator na may ibang katangian ay tinutukoy lamang ng coefficient na napagkasunduan ng mga manufacturer.
Sa coefficient na ito, ang spectrum ng panlabas na uri o ang spectrum ng ating mga photon ay napupunta sa panlabas na kapaligiran ng device na ito. Ngayon mayroong isang bagay tulad ng "kahusayan ng scintillation". Ito ay isang paghahambing ng device na mayiba pang data ng PMT.
Pinagsasama-sama ng konseptong ito ang ilang aspeto:
- Isinasaalang-alang ng kahusayan ang bilang ng ating mga photon na ibinubuga ng scintillator bawat yunit ng hinihigop na enerhiya. Isinasaalang-alang din ng indicator na ito ang sensitivity ng device sa mga photon.
- Ang pagiging epektibo ng gawaing ito, bilang panuntunan, ay sinusuri sa pamamagitan ng paghahambing sa kahusayan ng scintillation ng scintillator, na kinukuha bilang pamantayan.
Iba't ibang pagbabago sa kinang
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang scintillation counter ay binubuo rin ng sumusunod na hindi gaanong mahalagang aspeto. Ang scintillation ay maaaring sumailalim sa ilang mga pagbabago. Kinakalkula ang mga ito ayon sa isang espesyal na batas.
Sa loob nito, ang I0 ay nagpapahiwatig ng maximum na intensity ng scintillation na aming isinasaalang-alang. Para naman sa indicator t0- ito ay isang pare-parehong halaga at ito ay tumutukoy sa oras ng tinatawag na pagpapalambing. Ipinapakita ng pagkabulok na ito ang oras kung kailan bumababa ang intensity sa halaga nito ng ilang (e) beses.
Kailangan ding bigyang pansin ang bilang ng mga tinatawag na photon. Ito ay tinutukoy ng letrang n sa ating batas.
Nasaan ang kabuuang bilang ng mga photon na ibinubuga sa panahon ng proseso ng scintillation. Ang mga photon na ito ay inilalabas sa isang tiyak na oras at nakarehistro sa device.
Mga proseso ng paggawa ng posporus
Tulad ng isinulat namin kanina, ang scintillation ay humaharapkumilos batay sa gawain ng naturang elemento bilang posporus. Sa elementong ito, ang proseso ng tinatawag na luminescence ay isinasagawa. At nahahati ito sa ilang uri:
- Ang unang uri ay fluorescence.
- Ang pangalawang uri ay phosphorescence.
Ang dalawang species na ito ay pangunahing naiiba sa panahon. Kapag naganap ang tinatawag na flashing kasabay ng isa pang proseso o sa isang yugto ng panahon sa pagkakasunud-sunod ng 10-8 seg, ito ang unang uri ng proseso. Tulad ng para sa pangalawang uri, narito ang agwat ng oras ay medyo mas mahaba kaysa sa nakaraang uri. Ang pagkakaibang ito sa oras ay lumitaw dahil ang agwat na ito ay tumutugma sa buhay ng isang atom sa isang hindi mapakali na estado.
Sa kabuuan, ang tagal ng unang proseso ay hindi nakasalalay sa index ng pagkabalisa ng ito o ang atom na iyon, ngunit para sa output ng prosesong ito, ang excitability ng elementong ito ang nakakaapekto dito. Dapat ding tandaan ang katotohanan na sa kaso ng pagkabalisa ng ilang mga kristal, ang rate ng tinatawag na exit ay medyo mas mababa kaysa sa photoexcitation.
Ano ang phosphorescence?
Ang mga bentahe ng scintillation counter ay kinabibilangan ng proseso ng phosphorescence. Sa ilalim ng konseptong ito, naiintindihan ng karamihan sa mga tao ang luminescence lamang. Samakatuwid, isasaalang-alang namin ang mga tampok na ito batay sa prosesong ito. Ang prosesong ito ay ang tinatawag na pagpapatuloy ng proseso pagkatapos makumpleto ang isang partikular na uri ng trabaho. Ang Phosphorescence ng mga crystal phosphors ay nagmumula sa recombination ng mga electron at mga butas na lumitaw sa panahon ng paggulo. Sa tiyakmga bagay na posporus, ganap na imposibleng pabagalin ang proseso, dahil ang mga electron at ang kanilang mga butas ay nahuhulog sa tinatawag na mga bitag. Mula sa mismong mga bitag na ito, maaari silang mailabas nang mag-isa, ngunit para dito sila, tulad ng iba pang mga sangkap, ay kailangang makatanggap ng karagdagang supply ng enerhiya.
Kaugnay nito, ang tagal ng proseso ay nakadepende rin sa isang partikular na temperatura. Kung ang ibang mga molekula ng isang organikong kalikasan ay nakikilahok din sa proseso, kung gayon ang proseso ng phosphorescence ay nangyayari lamang kung sila ay nasa isang metastable na estado. At ang mga molecule na ito ay hindi maaaring pumunta sa isang normal na estado. Sa kasong ito lamang natin makikita ang pagdepende ng prosesong ito sa bilis at sa mismong temperatura.
Mga tampok ng mga counter
May scintillation counter na mga pakinabang at disadvantages, na isasaalang-alang namin sa seksyong ito. Una sa lahat, ilalarawan namin ang mga pakinabang ng device, dahil marami sa kanila.
Ang mga espesyalista ay nagha-highlight ng medyo mataas na rate ng pansamantalang kakayahan. Sa paglipas ng panahon, ang isang pulso na ibinubuga ng aparatong ito ay hindi lalampas sa sampung segundo. Ngunit ito ang kaso kung ang ilang mga aparato ay ginagamit. Ang counter na ito ay may tagapagpahiwatig na ito nang maraming beses na mas mababa kaysa sa iba pang mga analogue nito na may independiyenteng paglabas. Ito ay lubos na nakakatulong sa paggamit nito, dahil ang bilis ng pagbibilang ay tumataas nang maraming beses.
Ang susunod na positibong kalidad ng mga ganitong uri ng mga counter ay medyo maliit na indicator ng late impulse. Ngunit ang ganitong proseso ay isinasagawa lamang pagkatapos na ang mga particle ay lumipas ang panahon ng pagpaparehistro. ito ay ang parehongnagbibigay-daan sa iyong direktang i-save ang oras ng pulso ng ganitong uri ng device.
Gayundin, ang mga scintillation counter ay may medyo mataas na antas ng pagpaparehistro ng ilang partikular na particle, na kinabibilangan ng mga neuron at kanilang mga sinag. Upang mapataas ang antas ng pagpaparehistro, kinakailangang tumugon ang mga particle na ito sa tinatawag na mga detector.
Produksyon ng mga device
Sino ang nag-imbento ng scintillation counter? Ginawa ito ng German physicist na si Kalman Hartmut Paul noong 1947, at noong 1948 ang scientist ay nag-imbento ng neutron radiography. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng scintillation counter ay nagpapahintulot na magawa ito sa isang medyo malaking sukat. Nag-aambag ito sa katotohanang posibleng isagawa ang tinatawag na hermetic analysis ng medyo malaking energy flux, na kinabibilangan ng ultraviolet rays.
Posible ring magpasok ng ilang partikular na substance sa device, kung saan maaaring makipag-ugnayan nang maayos ang mga neutron. Na, siyempre, ay may mga agarang positibong katangian sa paggawa at paggamit sa hinaharap ng isang counter na ganito ang kalikasan.
Uri ng disenyo
Ang mga partikulo ng scintillation counter ay tumitiyak sa mataas na kalidad na pagganap nito. Ang mga mamimili ay may mga sumusunod na kinakailangan para sa pagpapatakbo ng device:
- Ang sa tinatawag na photocathode ay ang pinakamahusay na indicator ng koleksyon ng liwanag;
- sa photocathode na ito ay may kakaibang pare-parehong uri ng pamamahagi ng liwanag;
- hindi kinakailangang mga particle sa device ay nagdidilim;
- Ang magnetic field ay talagang walang epekto sa buong proseso ng carrier;
- coefficient insa kasong ito ay stable.
Disadvantages scintillation counter ang may pinakamaliit. Kapag nagsasagawa ng trabaho, kinakailangang tiyakin na ang amplitude ng mga uri ng signal ng mga pulso ay tumutugma sa iba pang mga uri ng amplitude.
Counter packaging
Ang scintillation counter ay kadalasang nakabalot sa isang metal na lalagyan na may salamin sa isang gilid. Bilang karagdagan, ang isang layer ng espesyal na materyal ay inilalagay sa pagitan ng lalagyan mismo at ng scintillator, na pumipigil sa mga sinag ng ultraviolet at init mula sa pagpasok. Ang mga plastic scintillator ay hindi kailangang i-pack sa mga selyadong lalagyan, gayunpaman, lahat ng solid scintillator ay dapat may exit window sa isang dulo. Napakahalagang bigyang-pansin ang packaging ng appliance na ito.
Mga Benepisyo sa Metro
Ang mga bentahe ng scintillation counter ay ang mga sumusunod:
- Ang sensitivity ng device na ito ay palaging nasa pinakamataas na antas, at ang direktang pagiging epektibo nito ay direktang nakasalalay dito.
- Kabilang sa mga kakayahan ng instrumento ang malawak na hanay ng mga serbisyo.
- Ang kakayahang makilala sa pagitan ng ilang partikular na particle ay gumagamit lamang ng impormasyon tungkol sa kanilang enerhiya.
Dahil sa mga indicator sa itaas na ang ganitong uri ng metro ay nalampasan ang lahat ng mga kakumpitensya nito at nararapat na naging pinakamahusay na device sa uri nito.
Nararapat ding tandaan na ang mga disadvantage nito ay kinabibilangan ng sensitibong pang-unawamga pagbabago sa isang partikular na temperatura, gayundin sa mga kondisyon sa kapaligiran.
