Коммерциялық емес акционердік қоғам
Сцинтилляциялық есептегіштің жұмыс істеу принципі
жүктеу/скачать 148,98 Kb.
|
stud.kz-104334
| 2.3.Сцинтилляциялық есептегіштің жұмыс істеу принципі
Сцинтилляциялық есептегіш - бұл сцинтиллятор (фосфор) мен фотомультипликатор түтігінің (РМТ) тіркесімі. Есептегіштің жиынтығында ПМТ импульстарын күшейтуді және тіркеуді қамтамасыз ететін ПМТ және радиотехникалық жабдықтың қорек көзі бар. Кейде фосфордың фотомультипликатормен тіркесімі арнайы оптикалық жүйе (жарық бағыттағышы) арқылы жасалады. Сцинтилляциялық есептегіштің жұмыс істеу принципі келесідей. Сцинтилляторға кіретін зарядталған бөлшек оның молекулаларының иондануы мен қозуын тудырады, олар өте қысқа уақыттан кейін (10-6 - 10-9 сек) тұрақты күйге өтіп, фотондар шығарады. Жарқыл (сцинтилляция) бар. Кейбір фотондар фототүсіргіштің фотокатодына соғылып, одан фотоэлектрондарды шығарады. Соңғысы, РМТ-ға түсірілген кернеудің әсерінен электрон мультипликаторының бірінші электродына (динодына) бағытталған және бағытталған. Әрі қарай, екінші ретті электрондардың эмиссиясының нәтижесінде электрондар саны қар көшкіні сияқты көбейеді, ал ПМТ шығысында кернеу импульсі пайда болады, содан кейін ол радиоаппаратурамен күшейтіліп жазылады. Шығу импульсінің амплитудасы мен ұзақтығы сцинтиллятордың да, ПМТ-ның да қасиеттерімен анықталады. Фосфор ретінде мыналар қолданылады: -органикалық кристалдар, - сұйық органикалық сцинтилляторлар, қатты пластикалық сцинтилляторлар, - газ сцинтилляторлары. Сцинтилляторлардың негізгі сипаттамаларына мыналар жатады: жарық шығару, сәулеленудің спектрлік құрамы және сцинтилляциялардың ұзақтығы. Зарядталған бөлшек сцинтиллятордан өткенде, онда сол немесе басқа энергиясы бар фотондардың белгілі бір саны пайда болады. Бұл фотондардың бір бөлігі сцинтиллятордың өзіне сіңеді, ал олардың орнына энергиясы сәл төмен фотондар шығарылады. Реабсорбция процестерінің нәтижесінде спектрі берілген сцинтилляторға тән фотондар шығады. Сцинтиллятордың жарық шығуы немесе конверсия тиімділігі - бұл жарық жарқылы энергиясының сцинтилляторда жоғалған зарядталған бөлшектің энергиясының E мәніне қатынасы, мұндағы - сыртқа кететін фотондардың орташа саны, фотондардың орташа энергиясы. Әрбір сцинтиллятор моноэнергетикалық кванттарды емес, берілген сцинтилляторға тән үздіксіз спектрді шығарады. Сцинтиллятордан шыққан фотондардың спектрінің РМТ-нің спектрлік сипаттамасымен сәйкес келуі немесе кем дегенде ішінара қабаттасуы өте маңызды. Сыртқы сцинтилляция спектрінің спектрлік сипаттамамен қабаттасу дәрежесі. осы PMT сәйкес коэффициентімен анықталады. сцинтиллятордың сыртқы спектрі немесе сцинтиллятордан шыққан фотондардың спектрі қайда. Практикада PMT мәліметтерімен біріктірілген сцинтилляторларды салыстыру кезінде сцинтилляция тиімділігі тұжырымдамасы енгізіледі, ол келесі өрнекпен анықталады: Сцинтилляция тиімділігі сіңірілген энергия бірлігіне сцинтиллятор шығаратын фотондар санын да, берілген ФМТ-нің осы фотондарға сезімталдығын да ескереді. Әдетте, берілген сцинтиллятордың сцинтилляция тиімділігі стандартты сцинтиллятордың сцинтилляция тиімділігімен салыстыру арқылы анықталады. Сцинтилляция қарқындылығы уақыт бойынша экспоненциалды түрде өзгереді мұндағы I0 - сцинтилляция қарқындылығының максималды мәні; t0 - ыдырау уақытының константасы, сцинтилляция қарқындылығы е есе кемитін уақыт ретінде анықталады. Анықталған бөлшектің соққысынан кейін t уақыты ішінде шыққан n жарық фотондарының саны формуламен өрнектеледі сцинтилляция процесінде шығарылған фотондардың жалпы саны. Фосфордың люминесценциясы (эмиссиясы) екі түрге бөлінеді: флуоресценция және фосфоресценция. Егер люминесценция тікелей қозу кезінде немесе уақыт аралығы 10-8 секунд аралығында пайда болса, онда процесс флуоресценция деп аталады. 10-8 сек интервал таңдалды, өйткені ол рұқсат етілген ауысулар деп аталатын қозғалған күйдегі атомның өмір сүру мерзіміне шамасына қарай тең болады. Флуоресценцияның спектрлері мен ұзақтығы қозу түріне байланысты болмаса да, флуоресценцияның шығымы мәні бойынша соған байланысты. Мысалы, а-бөлшектері арқылы кристалды қоздырғанда, флуоресценцияның шығымы фотоқоздырумен салыстырғанда шамасы жағынан аз болады. Фосфоресценция деп қозу аяқталғаннан кейін ұзақ уақытқа созылатын люминесценция түсініледі. Бірақ флуоресценция мен фосфоресценция арасындағы негізгі айырмашылық кейінгі жарықтың ұзақтығы емес. Кристаллфосфорлардың фосфоресценциясы қозу кезінде пайда болатын электрондар мен тесіктердің рекомбинациясынан туындайды. Кейбір кристалдарда электрондар мен саңылаулар «қақпанмен» ұсталатындықтан, кейінгі қосымша жарықты кешіктіруге болады, олардан олар қосымша қажетті энергия алғаннан кейін ғана босатылуы мүмкін. Демек, фосфоресценция ұзақтығының температураға тәуелділігі айқын. Күрделі органикалық молекулалар жағдайында фосфоресценция олардың метастабильді күйде болуымен байланысты, олардан негізгі күйге өту ықтималдығы аз болуы мүмкін. Бұл жағдайда фосфордың ыдырау жылдамдығының температураға тәуелділігі болады. жүктеу/скачать 148,98 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|