Sinsilatsionniy detector

Sinsilatsionniy detector

Sintillashmalar, lotincha so'z, zaryadlangan zarrachalar tomonidan moddaning paydo bo'lishiga sabab bo'ladigan yorug'likning yorug'ligi. Sintillashtiruvchi detektorning ta'siri hayvonlarga ta'sir qilgan atomlar tomonidan chiqariladigan fotonlarni aniqlashga asoslangan. Spintariskop deb atalgan birinchi sintillatsiya detektori ZnS qatlami bilan qoplangan ekran edi. Zararlangan zarralar zarb qilinganida sodir bo'layotgan yoriqlar mikroskop bilan qayd etilgan. Ushbu detektor bilan alfa zarralarini oltin atomlari bilan tarqalishi bo'yicha tajriba o'tkazildi va u atom yadrosining kashf qilinishiga olib keldi.

Har qanday shaffof material sintilator sifatida mos kelmasa ham, o'z radiatsiya uchun shaffof bo'lishi kerak. Bunga NaJ (Tl), CsI, organik: antrasen (C14H10), stilben (C14H12), naftalin (C10H8) kiradi. Ro'yxatga olingan zaryadlangan zarrachalar kristallga kirib, undagi tormozlar, atomlarni qiziqarli va ionlashtiradilar. Ikkinchisi, tuproq holatiga o'tib, fotonlar chiqaradi. Bularning hammasi taxminan 10-7 soniya ichida. Yaxshi kristallarda zarrachaning energiyasining bir necha foizi yorug'likka aylanadi. Detektordagi kristall reflektor bilan o'ralgan, shunda yorug'lik faqat bir tomonda paydo bo'ladi.


  Рис.6 Схема сцинтилляционного счетчика: I — кристалл; II — фокусирующий электрод; III — фотоумножитель: 1 — фотокатод; 2 — 7 — эмиттеры; 8 — анод

Zaif yorug'lik chiroqlarini ro'yxatga olish uchun fotovolitik quvurlar (PMT) ishlatiladi (6-rasm). Sintezator bilan PMTning oxiri o'rtasida optik kontakt yaratiladi. Yorug'lik fotonlari fotoelektr ta'sirida (fotosuratlarga qarang) fotokatoddan (1) elektron fotoni chiqaruvchi lampochka ichidagi eng nozik plyonka shaklida chiqarib tashlaydi. Ushbu elektronlar elektr maydon tomonidan dynode deb ataladigan qidiruv elektrodga (2) yo'naltirilgan. Dynodning sirti ikkinchi elektron emissiya koeffitsienti yuqori bo'lgan material bilan qoplangan. Har bir tushgan elektron 3 dan 5 ga qadar ikkinchi elektronlarni uradi. Photomultiplier-da 10 dan ortiq dinod mavjud, bu elektron oqimni 105 barobar yoki undan ortiq oshirishga imkon beradi. PMT (8) anodida elektr kuchayib boradi, bu esa yanada kuchayadi va qayd etiladi. PMTning o'ziga xos xususiyati - yaxshi saqlanib kelingan daromad darajasidir. Sintillanish detektorining teng sxemasi shakl 7 da ko'rsatilgan. To'lqinlar to'lqin shaklini tavsiflovchi yuqorida keltirilgan (Qarang: formulalar (1)). Bu tenglamada oqimning vaqtga bog'liqligi sintetikatorning miltillovchi dinamikasi bilan belgilanadi va shunga o'xshash

bu erda s - sintilatorning miltillovchi vaqti. Noorganik sintilatorlar uchun bu vaqt 10-7 s, organik maydonlar uchun 10-8 s, plastiklarda esa 10-9 s gacha. Sintezator AEda energiyani yo'qotish bilan impulsning amplitudasi deyarli teng

bu erda ē sintirishtiruvchining yorug'lik chiqishi (antrasen 0,05 uchun yorug'lik sifatida ko'rsatilgan energiyaning fraktsiyasi), e - photomultiplier fotokatodining kvant rentabelligi (fotonga zarb qilingan fotoelektrlarning o'rtacha soni 0.1 ga teng) ), sintezatorda hosil bo'lgan fotonlarning o'rtacha energiyasi, C fotometrning er yuzasiga nisbatan (20 pF ga teng) kontsentratsiyasi, elektronning zaryadidir. Agar biz ro'yxatga olingan miqdorlar uchun odatiy qadriyatlarni olsak va detektorda yo'qotilgan zarrachaning energiyasi 5 MeV bo'lsa, amplituda taxminan 10 volts bo'ladi. E / E sintilasyon detektörlerinin energiya o'lchamlari odatda bir necha foizdan yaxshiroq emas, chunki bitta fotonelektron shakllanishi energiya hn / (ē · e) ni talab qiladi, 500 EV ga teng (30 EV bilan ionlash kamerasi uchun solishtiring).

  Рис.8 Типичная форма спектра Cs-137

Ruterford (1919) laboratoriyasida protonning kashf qilinishi yadroviy reaktsiyalarda a + 14N → p + 17O zarrachalarining zarrachalaridan kelib chiqqan sintillashlarni kuzatish natijasida yuzaga keldi. Sintillash taymerlarini qo'llash orqali elektronlar va g-nurlarning energiya spektrlarini o'lchash mumkin (8-rasmda monoenergy g-nurlari uchun spektrning shakli). Ular beta va g radiatsiya dozalarini va neytronlarni o'lchash uchun ishlatiladi. Sintillash taymerlarining afzalliklari: turli zarrachalarni ro'yxatga olishning yuqori samaradorligi (deyarli 100%); tezlik; Turli o'lchamlar va konfiguratsiyalardagi sintilatorlarni ishlab chiqarish qobiliyati; yuqori ishonchlilik

Katta miqdordagi sintillatorlar modda bilan o'zaro ta'sirlashuvchi zarralar (0,75 m diametrli va uzunligi 1,5 m bo'lgan NaJ (Tl) kristalli detektor) bilan zarrachalarni aniqlash uchun juda yuqori samaradorlikli detektorlarni yaratishga imkon beradi. Rainy va Coenning neytrinolar kashfiyotidagi mashhur tajribasida (1956) har biri 1400 litrdan iborat uch suyuqlik sintillator ishlatilgan.