Scintilační počítač se skládá ze dvou součástí, jako je scintilátor (fosfor) a fotoelektronický násobič. V základní konfiguraci přidali výrobci k tomuto čítači zdroj pro elektrickou energii a rádiová zařízení, která zajišťuje zesílení a registraci PMT impulsů. Poměrně často se kombinace všech prvků tohoto systému provádí pomocí optického systému - světlovodu. Dále v článku se budeme zabývat principem činnosti scintilačního čítače.
Funkce práce
Zařízení scintilačního čítače je poměrně složité, proto je třeba tomuto tématu věnovat více pozornosti. Podstata činnosti tohoto zařízení je následující.
Do zařízení vstupuje nabitá částice, v důsledku čehož jsou všechny molekuly excitovány. Tyto objekty se po určité době usadí a při tomto procesu uvolňují tzv. fotony. Celý tento proces je nezbytný k tomu, aby došlo k záblesku světla. Určité fotony přecházejí k fotokatodě. Tento proces je nezbytný pro vznik fotoelektronů.
Fotoelektrony jsou zaměřeny a doručenyoriginální elektroda. K této akci dochází díky práci tzv. PMT. V následné akci se počet těchto stejných elektronů několikrát zvýší, což je usnadněno emisí elektronů. Výsledkem je napětí. Navíc to jen zvyšuje jeho okamžitý účinek. Doba trvání pulzu a jeho amplituda na výstupu jsou určeny charakteristickými vlastnostmi.
Co se používá místo fosforu?
V tomto přístroji byla vynalezena náhrada za takový prvek, jako je fosfor. Obecně výrobci používají:
- krystaly organického typu;
- kapalné scintilátory, které musí být rovněž organického typu;
- pevné scintilátory, které jsou vyrobeny z plastu;
- plynové scintilátory.
Při pohledu na údaje o substituci fosforu můžete vidět, že výrobci ve většině případů používají pouze organické látky.
Hlavní charakteristika
Je čas promluvit si o hlavní charakteristice scintilačních čítačů. V první řadě je nutné si povšimnout světelného výkonu, záření, jeho tzv. spektrálního složení a samotné doby trvání scintilace.
V procesu průchodu různých nabitých částic scintilátorem vzniká určitý počet fotonů, které přenášejí sem nebo jinou energii. Poměrně velká část produkovaných fotonů bude absorbována a zničena v samotné nádrži. Místo fotonůkteré byly absorbovány, vzniknou další druhy částic, které budou představovat energii poněkud menšího charakteru. V důsledku celé této akce se objeví fotony, jejichž vlastnosti jsou charakteristické výhradně pro scintilátor.
Světelný výkon
Dále zvažte scintilační čítač a princip jeho činnosti. Nyní věnujme pozornost světelnému výkonu. Tento proces se také nazývá účinnost typu konverze. Výstup světla je takzvaný poměr energie, která vyjde, k množství energie nabité částice ztracené ve scintilátoru.
Při této akci jde průměrný počet fotonů výhradně ven. To se také nazývá energie průměrné povahy fotonů. Každá z částic přítomných v zařízení nevyvolává monoenergetiku, ale pouze spektrum jako spojitý pás. Koneckonců, je to on, kdo je pro tento typ práce charakteristický.
Je třeba věnovat pozornost tomu nejdůležitějšímu, protože toto spektrum fotonů nezávisle opouští nám známý scintilátor. Je důležité, aby se shodoval nebo alespoň částečně překrýval se spektrální charakteristikou PMT. Toto překrytí prvků scintilátoru s odlišnou charakteristikou je určeno výhradně koeficientem dohodnutým výrobci.
V tomto koeficientu jde spektrum vnějšího typu nebo spektrum našich fotonů do vnějšího prostředí tohoto zařízení. Dnes existuje něco jako "účinnost scintilace". Jde o srovnání zařízení sdalší data PMT.
Tento koncept kombinuje několik aspektů:
- Účinnost zohledňuje počet našich fotonů emitovaných scintilátorem na jednotku absorbované energie. Tento indikátor také zohledňuje citlivost zařízení na fotony.
- Účinnost této práce se zpravidla hodnotí srovnáním se scintilační účinností scintilátoru, která je brána jako standard.
Různé změny scintilace
Princip činnosti scintilačního čítače sestává také z následujícího neméně důležitého aspektu. Scintilace může podléhat určitým změnám. Vypočítávají se podle zvláštního zákona.
V něm I0 označuje maximální intenzitu scintilace, kterou zvažujeme. U ukazatele t0- jde o konstantní hodnotu a označuje dobu tzv. útlumu. Tento pokles ukazuje dobu, během které intenzita klesá ve své hodnotě o určité (e) časy.
Je třeba si dát pozor i na počet tzv. fotonů. V našem zákoně se označuje písmenem n.
Kde je celkový počet fotonů emitovaných během scintilačního procesu. Tyto fotony jsou emitovány v určitou dobu a registrovány v zařízení.
Pracovní procesy s fosforem
Jak jsme psali dříve, scintilační čítačepůsobí na základě práce takového prvku, jako je fosfor. V tomto prvku se provádí proces tzv. luminiscence. A dělí se na několik typů:
- Prvním druhem je fluorescence.
- Druhým druhem je fosforescence.
Tyto dva druhy se liší především v čase. Když dojde k takzvanému blikání ve spojení s jiným procesem nebo během časového období v řádu 10-8 sekund, jedná se o první druh procesu. Pokud jde o druhý typ, zde je časový interval poněkud delší než u předchozího typu. Tento časový rozpor vzniká, protože tento interval odpovídá životu atomu v neklidném stavu.
Celkově doba trvání prvního procesu vůbec nezávisí na indexu neklidu toho či onoho atomu, ale pokud jde o výstup tohoto procesu, je to dráždivost tohoto prvku, která jej ovlivňuje. Za zmínku také stojí fakt, že v případě neklidu určitých krystalů je rychlost tzv. výstupu poněkud menší než u fotoexcitace.
Co je fosforescence?
Výhody scintilačního čítače zahrnují proces fosforescence. Pod tímto pojmem většina lidí rozumí pouze luminiscenci. Proto budeme tyto funkce zvažovat na základě tohoto procesu. Tento proces je tzv. pokračováním procesu po dokončení určitého druhu práce. Fosforescence krystalových fosforů vzniká rekombinací elektronů a děr, které vznikly při buzení. V některýchfosforových objektů, je absolutně nemožné proces zpomalit, protože elektrony a jejich díry padají do takzvaných pastí. Právě z těchto pastí se mohou samy uvolnit, ale k tomu potřebují, stejně jako jiné látky, dodatečný přísun energie.
V tomto ohledu závisí trvání procesu také na konkrétní teplotě. Pokud se procesu účastní i další molekuly organické povahy, pak k procesu fosforescence dochází pouze tehdy, jsou-li v metastabilním stavu. A tyto molekuly nemohou přejít do normálního stavu. Pouze v tomto případě můžeme vidět závislost tohoto procesu na rychlosti a na teplotě samotné.
Funkce počítadel
Má výhody a nevýhody scintilačního čítače, které budeme v této části zvažovat. Nejprve si popíšeme výhody zařízení, protože jich je poměrně hodně.
Specialisté zdůrazňují poměrně vysokou míru dočasných schopností. Časově jeden impuls emitovaný tímto zařízením nepřesáhne deset sekund. Ale to je případ, kdy se používají určitá zařízení. Tento čítač má tento indikátor několikrát menší než jeho ostatní analogy s nezávislým vybíjením. To výrazně přispívá k jeho použití, protože rychlost počítání se několikanásobně zvyšuje.
Další pozitivní kvalita těchto typů počítadel je spíše malým indikátorem pozdního impulsu. Ale takový proces se provádí až poté, co částice projdou registračním obdobím. je to stejnéumožňuje přímo uložit čas pulzu tohoto typu zařízení.
Scintilační čítače mají také poměrně vysokou úroveň registrace určitých částic, mezi které patří neurony a jejich paprsky. Aby se zvýšila úroveň registrace, je nutné, aby tyto částice reagovaly s takzvanými detektory.
Výroba zařízení
Kdo vynalezl scintilační počítač? To provedl německý fyzik Kalman Hartmut Paul v roce 1947 a v roce 1948 vědec vynalezl neutronovou radiografii. Princip činnosti scintilačního čítače umožňuje jeho výrobu v poměrně velké velikosti. To přispívá k tomu, že je možné provádět tzv. hermetickou analýzu poměrně velkého energetického toku, který zahrnuje ultrafialové paprsky.
Do zařízení je také možné zavést určité látky, se kterými mohou neutrony docela dobře interagovat. Což má samozřejmě své bezprostřední pozitivní vlastnosti při výrobě a budoucím použití pultu tohoto charakteru.
Typ provedení
Částice scintilačního čítače zajišťují jeho vysoce kvalitní výkon. Spotřebitelé mají na provoz zařízení následující požadavky:
- na takzvané fotokatodě je nejlepším indikátorem sběru světla;
- na této fotokatodě je výjimečně rovnoměrný typ rozložení světla;
- nepotřebné částice v zařízení ztmavly;
- magnetická pole nemají absolutně žádný vliv na celý proces přenosu;
- koeficient inv tomto případě je stabilní.
Nevýhody scintilační čítač má ty nejmenší. Při provádění práce je nutné zajistit, aby amplituda signálových typů impulsů odpovídala jiným typům amplitud.
Plotové balení
Scintilační počítač je často balen v kovové nádobě se sklem na jedné straně. Mezi samotnou nádobku a scintilátor je navíc umístěna vrstva speciálního materiálu, který zabraňuje pronikání ultrafialových paprsků a tepla. Plastové scintilátory nemusí být baleny v uzavřených obalech, nicméně všechny pevné scintilátory musí mít na jednom konci výstupní okénko. Je velmi důležité věnovat pozornost balení tohoto spotřebiče.
Výhody měřiče
Výhody scintilačního čítače jsou následující:
- Citlivost tohoto zařízení je vždy na nejvyšší úrovni a přímo na tom závisí jeho přímá účinnost.
- Schopnosti nástroje zahrnují širokou škálu služeb.
- Schopnost rozlišovat mezi určitými částicemi využívá pouze informace o jejich energii.
Díky výše uvedeným ukazatelům tento typ měřiče překonal všechny své konkurenty a právem se stal nejlepším zařízením svého druhu.
Za zmínku také stojí, že mezi jeho nevýhody patří citlivé vnímánízměny konkrétní teploty a také podmínky prostředí.
