Le compteur à scintillation se compose de deux composants, tels qu'un scintillateur (phosphore) et un multiplicateur de type photoélectronique. Dans la configuration de base, les fabricants ont ajouté à ce compteur une source d'alimentation électrique et un équipement radio qui assure l'amplification et l'enregistrement des impulsions PMT. Très souvent, la combinaison de tous les éléments de ce système est réalisée à l'aide d'un système optique - un guide de lumière. Plus loin dans l'article, nous examinerons le principe de fonctionnement d'un compteur à scintillation.
Caractéristiques du travail
Le dispositif d'un compteur à scintillation est plutôt compliqué, ce sujet doit donc recevoir plus d'attention. L'essence du fonctionnement de cet appareil est la suivante.
Une particule chargée pénètre dans l'appareil, à la suite de quoi toutes les molécules sont excitées. Ces objets s'installent après une certaine période de temps, et dans ce processus ils libèrent les soi-disant photons. Tout ce processus est nécessaire pour que le flash de lumière se produise. Certains photons passent à la photocathode. Ce processus est nécessaire à l'apparition des photoélectrons.
Les photoélectrons sont focalisés et livrés àélectrode d'origine. Cette action est due au travail du soi-disant PMT. Dans l'action suivante, le nombre de ces mêmes électrons augmente plusieurs fois, ce qui est facilité par l'émission d'électrons. Le résultat est tendu. De plus, cela ne fait qu'augmenter son effet immédiat. La durée de l'impulsion et son amplitude à la sortie sont déterminées par les propriétés caractéristiques.
Qu'est-ce qui est utilisé à la place du phosphore ?
Dans cet appareil, un substitut pour un élément tel que le phosphore a été inventé. Généralement, les fabricants utilisent:
- cristaux de type organique;
- scintillateurs liquides, qui doivent également être de type organique;
- scintillateurs solides en plastique;
- scintillateurs à gaz.
En regardant les données sur la substitution du phosphore, vous pouvez voir que dans la plupart des cas, les fabricants n'utilisent que des substances organiques.
Caractéristique principale
Il est temps de parler de la principale caractéristique des compteurs à scintillation. Tout d'abord, il faut noter le rendement lumineux, le rayonnement, sa composition dite spectrale et la durée même de la scintillation.
Lors du passage de diverses particules chargées à travers le scintillateur, un certain nombre de photons sont produits, qui transportent ici ou une autre énergie. Une assez grande partie des photons produits sera absorbée et détruite dans le réservoir lui-même. Au lieu de photonsqui ont été absorbées, d'autres sortes de particules seront produites, qui représenteront une énergie d'une nature un peu moindre. À la suite de toute cette action, des photons apparaîtront, dont les propriétés sont caractéristiques exclusivement pour le scintillateur.
Puissance lumineuse
Ensuite, considérons le compteur à scintillation et le principe de son fonctionnement. Faisons maintenant attention au rendement lumineux. Ce processus est également appelé efficacité de type conversion. La sortie de lumière est ce qu'on appelle le rapport de l'énergie qui sort à la quantité d'énergie de la particule chargée perdue dans le scintillateur.
Dans cette action, le nombre moyen de photons va exclusivement à l'extérieur. C'est ce qu'on appelle aussi l'énergie de la nature moyenne des photons. Chacune des particules présentes dans l'appareil ne fait pas ressortir la monoénergétique, mais uniquement le spectre sous forme de bande continue. Après tout, c'est lui qui est caractéristique de ce type de travail.
Il faut faire attention au plus important, car ce spectre de photons sort indépendamment du scintillateur que nous connaissons. Il est important qu'elle coïncide ou se chevauche au moins partiellement avec la caractéristique spectrale du PMT. Ce chevauchement d'éléments scintillateurs de caractéristique différente est uniquement déterminé par le coefficient convenu par les fabricants.
Dans ce coefficient, le spectre de type extérieur ou le spectre de nos photons va dans l'environnement extérieur de cet appareil. Aujourd'hui, il existe une chose telle que "l'efficacité de la scintillation". Il s'agit d'une comparaison de l'appareil avecautres données PMT.
Ce concept combine plusieurs aspects:
- L'efficacité tient compte du nombre de nos photons émis par le scintillateur par unité d'énergie absorbée. Cet indicateur tient également compte de la sensibilité de l'appareil aux photons.
- L'efficacité de ce travail, en règle générale, est évaluée en comparant avec l'efficacité de scintillation du scintillateur, qui est prise comme norme.
Divers changements de scintillation
Le principe de fonctionnement d'un compteur à scintillation comprend également l'aspect non moins important suivant. La scintillation peut subir certaines modifications. Ils sont calculés selon une loi spéciale.
Dans ce document, I0 indique l'intensité maximale de la scintillation que nous considérons. Quant à l'indicateur t0- c'est une valeur constante et il indique le temps de la soi-disant atténuation. Cette décroissance montre le temps pendant lequel l'intensité diminue dans sa valeur par certains (e) fois.
Il faut aussi faire attention au nombre de soi-disant photons. Il est désigné par la lettre n dans notre loi.
Où est le nombre total de photons émis pendant le processus de scintillation. Ces photons sont émis à un certain moment et enregistrés dans l'appareil.
Processus de travail du phosphore
Comme nous l'avons écrit plus tôt, les compteurs à scintillationagir sur la base du travail d'un élément tel que le phosphore. Dans cet élément, le processus dit de luminescence est effectué. Et il est divisé en plusieurs types:
- Le premier type est la fluorescence.
- Le deuxième type est la phosphorescence.
Ces deux espèces diffèrent principalement dans le temps. Lorsque le soi-disant clignotement se produit en conjonction avec un autre processus ou pendant une période de temps de l'ordre de 10-8 sec, il s'agit du premier type de processus. Quant au deuxième type, ici l'intervalle de temps est un peu plus long que le type précédent. Cet écart dans le temps survient parce que cet intervalle correspond à la vie d'un atome dans un état agité.
Au total, la durée du premier processus ne dépend pas du tout de l'indice d'agitation de tel ou tel atome, mais quant au rendement de ce processus, c'est l'excitabilité de cet élément qui l'affecte. Il convient également de noter le fait que dans le cas de l'agitation de certains cristaux, le taux de la soi-disant sortie est légèrement inférieur à celui de la photoexcitation.
Qu'est-ce que la phosphorescence ?
Les avantages du compteur à scintillation incluent le processus de phosphorescence. Selon ce concept, la plupart des gens ne comprennent que la luminescence. Par conséquent, nous considérerons ces fonctionnalités en fonction de ce processus. Ce processus est ce qu'on appelle la poursuite du processus après l'achèvement d'un type de travail particulier. La phosphorescence des luminophores cristallins résulte de la recombinaison d'électrons et de trous qui sont apparus lors de l'excitation. Dans certainsobjets phosphorés, il est absolument impossible de ralentir le processus, car les électrons et leurs trous tombent dans ce qu'on appelle des pièges. À partir de ces pièges, ils peuvent être libérés d'eux-mêmes, mais pour cela, ils doivent, comme d'autres substances, recevoir un apport supplémentaire d'énergie.
À cet égard, la durée du processus dépend également d'une température particulière. Si d'autres molécules de nature organique participent également au processus, alors le processus de phosphorescence ne se produit que si elles sont dans un état métastable. Et ces molécules ne peuvent pas entrer dans un état normal. Ce n'est que dans ce cas que nous pouvons voir la dépendance de ce processus à la vitesse et à la température elle-même.
Caractéristiques des compteurs
A un compteur de scintillation avantages et inconvénients, que nous examinerons dans cette section. Tout d'abord, nous décrirons les avantages de l'appareil, car il y en a beaucoup.
Les spécialistes mettent en avant un taux d'aptitude temporaire assez élevé. Dans le temps, une impulsion émise par cet appareil ne dépasse pas dix secondes. Mais c'est le cas si certains appareils sont utilisés. Ce compteur a cet indicateur plusieurs fois moins que ses autres analogues avec une décharge indépendante. Cela contribue grandement à son utilisation, car la vitesse de comptage augmente plusieurs fois.
La prochaine qualité positive de ces types de compteurs est un indicateur plutôt faible d'une impulsion tardive. Mais un tel processus n'est effectué qu'après que les particules ont passé la période d'enregistrement. c'est le mêmepermet de sauvegarder directement le temps de l'impulsion de ce type d'appareil.
De plus, les compteurs à scintillation ont un niveau assez élevé d'enregistrement de certaines particules, dont les neurones et leurs rayons. Afin d'augmenter le niveau d'enregistrement, il est impératif que ces particules réagissent avec les soi-disant détecteurs.
Production d'appareils
Qui a inventé le compteur à scintillation ? Cela a été fait par le physicien allemand Kalman Hartmut Paul en 1947, et en 1948, le scientifique a inventé la radiographie neutronique. Le principe de fonctionnement du compteur à scintillation permet de le réaliser dans une taille assez importante. Cela contribue au fait qu'il est possible d'effectuer la soi-disant analyse hermétique d'un flux d'énergie assez important, qui comprend des rayons ultraviolets.
Il est également possible d'introduire certaines substances dans l'appareil, avec lesquelles les neutrons peuvent très bien interagir. Ce qui, bien sûr, a ses qualités positives immédiates dans la fabrication et l'utilisation future d'un compteur de cette nature.
Type de conception
Les particules du compteur à scintillation assurent ses performances de haute qualité. Les consommateurs ont les exigences suivantes pour le fonctionnement de l'appareil:
- sur la soi-disant photocathode est le meilleur indicateur de la collecte de la lumière;
- sur cette photocathode, il y a un type de distribution lumineuse exceptionnellement uniforme;
- les particules inutiles dans l'appareil sont assombries;
- les champs magnétiques n'ont absolument aucun effet sur l'ensemble du processus de transport;
- coefficient endans ce cas est stable.
Inconvénients compteur à scintillation a le plus minime. Lors de l'exécution de travaux, il est impératif de s'assurer que l'amplitude des types d'impulsions du signal correspond à d'autres types d'amplitudes.
Emballage de comptoir
Le compteur à scintillation est souvent conditionné dans un récipient métallique avec du verre sur une face. De plus, une couche de matériau spécial est placée entre le conteneur lui-même et le scintillateur, ce qui empêche les rayons ultraviolets et la chaleur de pénétrer. Les scintillateurs en plastique n'ont pas besoin d'être emballés dans des conteneurs scellés, cependant, tous les scintillateurs solides doivent avoir une fenêtre de sortie à une extrémité. Il est très important de faire attention à l'emballage de cet appareil.
Avantages du compteur
Les avantages du compteur à scintillation sont les suivants:
- La sensibilité de cet appareil est toujours au plus haut niveau, et son efficacité directe en dépend directement.
- Les capacités de l'instrument incluent une large gamme de services.
- La capacité de distinguer certaines particules utilise uniquement des informations sur leur énergie.
C'est grâce aux indicateurs ci-dessus que ce type de compteur a surpassé tous ses concurrents et est devenu à juste titre le meilleur appareil de sa catégorie.
Il convient également de noter que ses inconvénients incluent la perception sensibleles changements d'une température particulière, ainsi que les conditions environnementales.
