ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Классификация сцинтилляторов. Характеристика основных сцинтилляторов из "Радиоактивные индикаторы в химии основы метода Издание 2" Световые импульсы возникают в сцинтилляторе только под действием заряженных частиц. В случае регистрации у-квантов световой импульс возникает под действием электронов, образующихся в сцинтилляторе по механизмам фотоэффекта (фотоэлектроны), комптоновского рассеяния (комптон-электроны) и образования пар электрон — позитрон (см. гл. I, 2, 4). [c.92] Люминофоры различаются между собой по длительности периода высвечивания фотонов. Чем меньше длительность высвечивания, тем меньше разрешающее время сцинтилляционного счетчика. У обычно используемых сцинтилляционных детекторов время высвечивания составляет от 10 до 10 з сек. [c.93] Материал сцинтиллятора должен быть прозрачен к собственному излучению. Обычно не удается полностью избежать поглощения собственного светового излучения в сцинтилляторе (реабсорбции). Наличие реабсорбции ограничивает максимальные размеры любого сцинтиллятора. Если сцинтиллятор мало прозрачен и сильно поглощает возникающие в нем фотоны, то его можно использовать только в виде тонкой пленки и применять для регистрации а-частиц, имеющих небольшую величину пробега. Таким сцинтиллятором является, например ZnS, активированный серебром. [c.93] Наконец, сцинтиллятор должен отвечать еще одному требованию спектральный состав света, выходящего из сцинтиллятора, должен по возможности ближе соответствовать спектральной характеристике фотокатода ФЭУ, так как фотоэмиссия электронов с катода происходит только под действием фотонов определенной энергии. [c.93] При регистрации с помощью сцинтилляционного счетчика а- и -частиц число фотонов в каждом световом импульсе прямо пропорционально энергии, которую частица израсходовала в детекторе. Таким образом, если полный пробег частиц уложился в сцинтилляторе, то величина светового импульса будет прямо пропорциональна полной энергии частицы. В случае у-квантов число фотонов, составляющих отдельную сцинтилляцию, пропорционально энергии фото- и комптоновских электронов, при условии, что пробег электронов полностью уложился в сцинтилляторе. Максимальная энергия фото- и комптоновских электронов пропорциональна энергии Y-квантов, вызывающих появление этих электронов, поэтому при регистрации у-квантов величина некоторых (самых больших) световых импульсов пропорциональна начальной энергии регистрируемого излучения. [c.93] Тот факт, что в сцинтилляторах интенсивность отдельного светового импульса пропорциональна энергии ядерной частицы или у-кванта, позволяет широко использовать такие детекторы в при борах, предназначенных для определения энергии радиоактивных излучений (в ядерной спектроскопии). [c.93] Одно из достоинств сцинтилляционных счетчиков — малое разрешающее время. Действительно, время пролета электронной лавины через ФЭУ очень мало и составляет 10 —10 сек. Разрешающее время сцинтилляционных счетчиков в целом зависит от продолжительности высвечивания фотонов и времени пролета электронов через ФЭУ и обычно не превышает 10 сек, а в отдельных случаях достигает 10 сек, что значительно лучше, чем у любых газовых счетчиков. [c.94] Другое преимущество сцинтилляционных счетчиков состоит в их высокой эффективности по отношению к регистрации как заряженных частиц, так и у-квантов. Эффективность регистрации заряженных частиц равна практически 100% для мягких у-квантов она также может составлять 100%, а для у-квантов средних и высоких энергий — 20—50%. На рис. 39 приведены графики зависимости эффективности регистрации у-квантов от их энергии при различных расстояниях между препаратом и детектором, полученные для конкретного сцинтиллятора. [c.94] Протекание темпового тока через ФЭУ обусловливает регистрацию сцинтилляционньп счетчиком так называемых ложных импульсов. Число ложных импульсов, регистрируемых сцинтилляционным счетчиком, растет с ростом подаваемого на ФЭУ напряжения. [c.95] Для снижения числа регистрируемых ложных импульсов можно воспользоваться тем, что амплитуда любого импульса, сформированного в ФЭУ, пропорциональна числу первичных электронов. Число первичных электронов, обусловленное прохождением через сцинтиллятор ионизирующей частицы, обычно намного выше, чем число первичных электронов, вызвавших появление ложного импульса. Поэтому амплитуды ложных импульсов будут меньше амплитуд полезных импульсов. С помощью дискриминатора удается разделить импульсы по амплитудам и почти полностью избавиться от ложных импульсов, подавая на регистрирующий прибор только импульсы от ядерных частиц или укваптов. [c.95] Рассмотрим наиболее широко употребляемые сцинтилляторы. [c.96] Антрацен. Степень превращения энергии заряженных частиц в фотоны максимальна по сравнению с другими органическими кристаллами, хотя и ниже, чем у только что рассмотренных неорганических сцинтилляторов. Сравнительно легко могут быть получены большие монокристаллы, которые обладают низкой реабсорбцией. Антрацен пригоден для регистрации у- и -частиц при регистрации у-квантов его эффективность мала, в частности, потому, что он состоит из атомов с малыми Z. [c.96] Жидкие сцинтилляторы. При использовании жидких сцинтилляторов измеряемый црепарат можно вводить непосредственно в сцинтиллятор или в растворенном виде, или в виде суспензии. Благодаря этому удается регистрировать практически все излучение, испускаемое препаратом, что особенно важно при работе с малыми активностями и при регистрации мягких излучений (например, -излучения трития и углерода-14). [c.96] Пластмассовые сцинтилляторы. Обычно изготовляются на основе полистирола, в который перед полимеризацией вводят пара-гер-фенил или некоторые другие ароматические соединения. Пластмассовые сцинтилляторы легко обрабатываются, имеют низкое давление пара и могут применяться в вакууме. [c.96] Важная особенность сцинтилляционных детекторов состоит в том, что величина регистрируемого ими фона увеличивается с ростом подаваемого на ФЭУ напряжения очень быстро, так что в некоторой области напряжений скорость счета фона /ф становится выше, чем скорость счета радиоактивного препарата за вычетом фона I. Поэтому прежде чем говорить о счетной характеристике сцинтилляционного счетчика, еле дует рассмотреть причины, от которых зависит его фон. [c.97] Фон сцинтилляционного счетчика обусловлен, во-первых, теми же факторами, которые были указаны при обсуждении фона газовых счетчиков, во-вторых, наличием в ФЭУ темнового тока ( шумовые импульсы, связанные, главным образом, с термоэмиссией электронов с фотокатода и с поверхностей динодов) и, в-третьих, существованием в ряде сцинтилляторов явления послесвечения. [c.97] Как видно из рис. 40, уже при сравнительно небольших напряжениях, подаваемых на ФЭУ, фактором, в основном определяющим общий фон сцинтилляционного счетчика, является темновой ток. Поэтому для того, чтобы снизить фон, нужно прежде всего уменьшить темновой ток. [c.97] Вернуться к основной статье