Сцинтиляційні матеріали
Зміст
Введення
Основні поняття сцинтиляційного методу
. Класифікація сцинтиляційних матеріалів
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Одним з перших способів виявлення ядерних випромінювань був метод реєстрації заряджених частинок за допомогою виникаючих спалахів світла, що виявляються за допомогою екрану сірчистого цинку (ZnS).
Ще в 1903 р Вільям Крукс та інші показали, що можлива поява окремих короткочасних спалахів світла - сцинтилляций, якщо розглядати опромінюваний?-частками екран з сірчистого цинку. Було встановлено, що кожна з цих сцинтилляций створюється окремої?-часткою, що потрапляє на екран. У наслідку Круксом був сконструйований простий прилад, названий спінтаріскопом Крукса, призначений для рахунки цих частинок.
Слід зауважити, що в ході експерименту вдавалося виявляти лише найсильніші сцинтиляції, тому метод використовувався для реєстрації?-часток і протонів з енергією в декілька мільйонів електронвольт. Окремі швидкі електрони реєструвати не вдалося, так як вони викликають дуже слабкі сцинтиляції. Але метод дозволяв реєструвати?-частки в присутності сильного?-випромінювання, так як гамма-промені ніяких спалахів на екрані не викликають, створюючи лише загальне світіння.
Метод візуальної сцинтиляції має ряд істотних недоліків, головним з яких, мабуть, слід назвати суб'єктивне сприйняття оператора, який проводить експеримент. Найкращими умовами для рахунку сцинтилляций є такі, при яких кількість сцинтилляций в хвилину сягає від 20 до 40.
Незважаючи на всі недоліки візуальної сцинтиляції, саме цей спосіб зіграв величезну роль у розвитку ядерної та атомної фізики. Структура атомного ядра була відкрита Резерфордом при допомоги саме цієї методики. Цей метод дозволив науці виявити швидкі протони і як наслідок, перше штучне розщеплення ядра.
З розвитком технологій, метод візуальної сцинтиляції відійшов убік. Розроблені прилади використовували нові методи реєстрації ядерних випромінювань. Приміром, фотоелектронний помножувач (ФЕУ) дозволяв реєструвати навіть дуже слабкі спалахи світла. Були розроблені сцинтиляційні лічильники, що дозволяли скоротити час аналізу реакції до 108 разів. Крім того, крім заряджених частинок, такі прилади могли реєструвати нейтрони і? - Промені.
1. Основні поняття сцинтиляційного методу
Завдання реєстрації іонізуючого випромінювання (ІІ) полягає в перетворенні його енергії в енергію іншого виду. Широко поширеним методом детектування ІІ різної природи є сцинтиляційний (радіолюмінесцентний) метод. Суть його полягає в трансформації енергії ІІ в енергію світлових фотонів. Процес реєстрації випромінювання за допомогою сцинтиляційного детектора (рис. 1) зі варто з декількох стадій:
· перетворення сцинтилятором енергії ІІ в світлову шляхом люмінесценції;
· збирання світлових фотонів на фотокатод фотоелектронного помножувача (ФЕУ);
· поглинання світлових фотонів фотокатодом і випускання фотоелектронів;
· електронне множення в ФЕУ;
· обробка імпульсів струму, що виникли на виході ФЕУ, електронними та програмними засобами [НЕМ05].
Найважливішими характеристиками сцинтиляційних матеріалів є световиход, спектр висвічування, енергетичне дозвіл, час висвічування та радіаційна міцність.
. Световиход. При вирішенні наукових завдань найчастіше використовують відносний световиход, який визначається, як відношення амплітуди імпульсів від сцинтиляційного детектора іонізуючого випромінювання до аналогічного параметру іншого сцинтилляционного детектора в ідентичних умовах вимірювання [ГОСТ].
. Спектр висвічування. Спектр висвічування повинен бути оптимально узгоджений зі світлочутливістю використовуваного фотоприймача. Неузгоджений з чутливістю приймача спектр висвічування негативно позначається на световиходе та енергетичному дозволі.
. Енергетичне дозвіл. Навіть при поглинанні часток з однаковою енергією амплітуда імпульсу на виході фотоприймача сцинтилляционного детектора змінюється від події до події. Це пов'язано:
· зі статистичним характером процесів збору фотонів на фотоприймачі і подальшого посилення;
· з різною ймовірністю доставки фотона до фотоприймача з різних точок сцинтилятора;
· з розкидом які формують числа фотонів.
