Numëruesi i scintilacionit përbëhet nga dy komponentë, si p.sh. një shintilator (fosfor) dhe një shumëzues i tipit fotoelektronik. Në konfigurimin bazë, prodhuesit i shtuan këtij sporteli një burim për energji elektrike dhe pajisje radio që siguron amplifikimin dhe regjistrimin e impulseve PMT. Shumë shpesh, kombinimi i të gjithë elementëve të këtij sistemi kryhet duke përdorur një sistem optik - një udhëzues të lehtë. Më tej në artikull, ne do të shqyrtojmë parimin e funksionimit të një numëruesi shkintilimi.
Veçoritë e punës
Pajisja e një numëruesi të scintilacionit është mjaft e ndërlikuar, kështu që kësaj teme duhet t'i kushtohet më shumë vëmendje. Thelbi i funksionimit të këtij aparati është si më poshtë.
Një grimcë e ngarkuar hyn në pajisje, si rezultat i së cilës të gjitha molekulat ngacmohen. Këto objekte vendosen pas një periudhe të caktuar kohore dhe në këtë proces lëshojnë të ashtuquajturat fotone. I gjithë ky proces është i nevojshëm që të ndodhë ndezja e dritës. Disa fotone kalojnë në fotokatodë. Ky proces është i nevojshëm për shfaqjen e fotoelektroneve.
Fotoelektronet fokusohen dhe dorëzohen nëelektrodë origjinale. Ky veprim ndodh për shkak të punës së të ashtuquajturit PMT. Në veprimin pasues, numri i këtyre elektroneve të njëjta rritet disa herë, gjë që lehtësohet nga emetimi i elektroneve. Rezultati është tensioni. Për më tepër, ajo vetëm rrit efektin e saj të menjëhershëm. Kohëzgjatja e pulsit dhe amplituda e tij në dalje përcaktohen nga vetitë karakteristike.
Çfarë përdoret në vend të fosforit?
Në këtë aparat, u shpik një zëvendësim për një element të tillë si fosfori. Në përgjithësi, prodhuesit përdorin:
- kristale të tipit organik;
- scintilatorë të lëngshëm, të cilët gjithashtu duhet të jenë të llojit organik;
- scintilatorë të ngurtë që janë bërë prej plastike;
- scintilatorë me gaz.
Duke parë të dhënat për zëvendësimin e fosforit, mund të shihni se prodhuesit në shumicën e rasteve përdorin vetëm substanca organike.
Karakteristika kryesore
Është koha të flasim për karakteristikën kryesore të numëruesve të scintilacionit. Para së gjithash, është e nevojshme të theksohet prodhimi i dritës, rrezatimi, e ashtuquajtura përbërja e tij spektrale dhe vetë kohëzgjatja e shkrehjes.
Në procesin e kalimit të grimcave të ndryshme të ngarkuara nëpër shintilator, prodhohet një numër i caktuar fotonesh, të cilët bartin këtu ose një energji tjetër. Një pjesë mjaft e madhe e fotoneve të prodhuara do të absorbohet dhe shkatërrohet në vetë rezervuarin. Në vend të fotonevetë cilat janë zhytur, do të prodhohen lloje të tjera grimcash, të cilat do të përfaqësojnë energji të një natyre disi më të vogël. Si rezultat i gjithë këtij veprimi do të shfaqen fotone, vetitë e të cilave janë karakteristike ekskluzivisht për scintilatorin.
Dalja e dritës
Tjetra, merrni parasysh numëruesin e scintilacionit dhe parimin e funksionimit të tij. Tani le t'i kushtojmë vëmendje prodhimit të dritës. Ky proces quhet gjithashtu efikasitet i tipit të konvertimit. Dalja e dritës është i ashtuquajturi raport i energjisë që del me sasinë e energjisë së grimcës së ngarkuar të humbur në scintilator.
Në këtë veprim, numri mesatar i fotoneve shkon ekskluzivisht jashtë. Kjo quhet edhe energjia e natyrës mesatare të fotoneve. Secila prej grimcave të pranishme në pajisje nuk nxjerr në pah monoenergjetikën, por vetëm spektrin si një brez i vazhdueshëm. Në fund të fundit, është ai që është karakteristik për këtë lloj pune.
Duhet t'i kushtohet vëmendje gjësë më të rëndësishme, sepse ky spektër i fotoneve e lë në mënyrë të pavarur scintilatorin të njohur për ne. Është e rëndësishme që ajo të përkojë ose të paktën të mbivendoset pjesërisht me karakteristikën spektrale të PMT. Kjo mbivendosje e elementeve të scintilatorit me një karakteristikë të ndryshme përcaktohet vetëm nga koeficienti i rënë dakord nga prodhuesit.
Në këtë koeficient, spektri i llojit të jashtëm ose spektri i fotoneve tona shkon në mjedisin e jashtëm të kësaj pajisjeje. Sot ekziston një gjë e tillë si "efikasiteti i scintilimit". Është një krahasim i pajisjes metë dhëna të tjera PMT.
Ky koncept kombinon disa aspekte:
- Efiçenca merr parasysh numrin e fotoneve tona të emetuara nga scintilatori për njësi të energjisë së absorbuar. Ky tregues merr parasysh gjithashtu ndjeshmërinë e pajisjes ndaj fotoneve.
- Efektiviteti i kësaj pune, si rregull, vlerësohet duke krahasuar me efiçencën e scintilimit të shintilatorit, i cili merret si standard.
Ndryshime të ndryshme të scintilacionit
Parimi i funksionimit të një numëruesi shkintilimi përbëhet gjithashtu nga aspekti i mëposhtëm jo më pak i rëndësishëm. Scintilimi mund t'i nënshtrohet disa ndryshimeve. Ato llogariten sipas një ligji të veçantë.
Në të, I0 tregon intensitetin maksimal të shintilimit që po shqyrtojmë. Sa i përket treguesit t0- është një vlerë konstante dhe tregon kohën e të ashtuquajturit zbutje. Ky zbërthim tregon kohën gjatë së cilës intensiteti zvogëlohet në vlerën e tij me (e) herë të caktuara.
Është gjithashtu e nevojshme t'i kushtohet vëmendje numrit të të ashtuquajturave fotone. Në ligjin tonë shënohet me shkronjën n.
Ku është numri i përgjithshëm i fotoneve të emetuara gjatë procesit të scintilimit. Këto fotone emetohen në një kohë të caktuar dhe regjistrohen në pajisje.
Proceset e punës me fosfor
Siç kemi shkruar më herët, numëron shkëndijaveprojnë në bazë të punës së një elementi të tillë si fosfori. Në këtë element kryhet procesi i të ashtuquajturës lumineshencë. Dhe ndahet në disa lloje:
- Lloji i parë është fluoreshenca.
- Lloji i dytë është fosforeshenca.
Këto dy lloje ndryshojnë kryesisht në kohë. Kur i ashtuquajturi ndezje ndodh në lidhje me një proces tjetër ose gjatë një periudhe kohe të rendit prej 10-8 sec, ky është lloji i parë i procesit. Sa i përket llojit të dytë, këtu intervali kohor është disi më i gjatë se lloji i mëparshëm. Kjo mospërputhje në kohë lind sepse ky interval korrespondon me jetën e një atomi në një gjendje të shqetësuar.
Në total, kohëzgjatja e procesit të parë nuk varet aspak nga indeksi i shqetësimit të këtij apo atij atomi, por sa i përket prodhimit të këtij procesi, është ngacmueshmëria e këtij elementi që ndikon në të. Vlen gjithashtu të theksohet fakti se në rastin e shqetësimit të kristaleve të caktuara, shpejtësia e të ashtuquajturës dalje është disi më e vogël se sa me fotoeksitim.
Çfarë është fosforeshenca?
Përparësitë e numëruesit të scintilimit përfshijnë procesin e fosforeshencës. Sipas këtij koncepti, shumica e njerëzve kuptojnë vetëm luminescencën. Prandaj, ne do t'i shqyrtojmë këto veçori bazuar në këtë proces. Ky proces është i ashtuquajturi vazhdimësi e procesit pas përfundimit të një lloji të caktuar pune. Fosforeshenca e fosforeve kristal lind nga rikombinimi i elektroneve dhe vrimave që kanë lindur gjatë ngacmimit. Në mënyrë të caktuarobjektet e fosforit, është absolutisht e pamundur të ngadalësohet procesi, pasi elektronet dhe vrimat e tyre bien në të ashtuquajturat kurthe. Pikërisht nga këto kurthe, ato mund të çlirohen vetë, por për këtë ata, ashtu si substancat e tjera, duhet të marrin një furnizim shtesë me energji.
Në këtë drejtim, kohëzgjatja e procesit varet gjithashtu nga një temperaturë e caktuar. Nëse në proces marrin pjesë edhe molekula të tjera të natyrës organike, atëherë procesi i fosforeshencës ndodh vetëm nëse ato janë në gjendje metastabile. Dhe këto molekula nuk mund të shkojnë në një gjendje normale. Vetëm në këtë rast mund të shohim varësinë e këtij procesi nga shpejtësia dhe nga vetë temperatura.
Veçoritë e numëruesve
Ka avantazhet dhe disavantazhet e kundërvënieve, të cilat do t'i shqyrtojmë në këtë seksion. Para së gjithash, ne do të përshkruajmë avantazhet e pajisjes, sepse ato ka mjaft.
Specialistët theksojnë një shkallë mjaft të lartë të aftësisë së përkohshme. Me kalimin e kohës, një impuls i emetuar nga kjo pajisje nuk kalon dhjetë sekonda. Por ky është rasti nëse përdoren pajisje të caktuara. Ky numërues e ka këtë tregues disa herë më pak se analogët e tij të tjerë me një shkarkim të pavarur. Kjo kontribuon shumë në përdorimin e tij, sepse shpejtësia e numërimit rritet disa herë.
Cilësia tjetër pozitive e këtyre llojeve të numëruesve është një tregues mjaft i vogël i një impulsi të vonuar. Por një proces i tillë kryhet vetëm pasi grimcat të kenë kaluar periudhën e regjistrimit. është e njëjtaju lejon të kurseni drejtpërdrejt kohën e pulsit të këtij lloji të pajisjes.
Gjithashtu, njehsorët e scintilacionit kanë një nivel mjaft të lartë të regjistrimit të grimcave të caktuara, të cilat përfshijnë neuronet dhe rrezet e tyre. Për të rritur nivelin e regjistrimit, është e domosdoshme që këto grimca të reagojnë me të ashtuquajturit detektorë.
Prodhimi i pajisjeve
Kush e shpiku numëruesin e scintilacionit? Kjo u bë nga fizikani gjerman Kalman Hartmut Paul në vitin 1947, dhe në 1948 shkencëtari shpiku radiografinë neutronike. Parimi i funksionimit të banakut të scintilacionit lejon që ai të prodhohet në një madhësi mjaft të madhe. Kjo kontribuon në faktin se është e mundur të kryhet e ashtuquajtura analizë hermetike e një fluksi mjaft të madh energjie, i cili përfshin rrezet ultravjollcë.
Është gjithashtu e mundur të futen substanca të caktuara në pajisje, me të cilat neutronet mund të ndërveprojnë mjaft mirë. E cila, natyrisht, ka cilësitë e saj pozitive të menjëhershme në prodhimin dhe përdorimin e ardhshëm të një banaku të kësaj natyre.
Lloji i dizajnit
Grimcat e njehsorit të scintilacionit sigurojnë performancën e tij me cilësi të lartë. Konsumatorët kanë kërkesat e mëposhtme për funksionimin e pajisjes:
- në të ashtuquajturën fotokatodë është treguesi më i mirë i grumbullimit të dritës;
- në këtë fotokatodë ka një lloj jashtëzakonisht uniform të shpërndarjes së dritës;
- grimcat e panevojshme në pajisje janë errësuar;
- fushat magnetike nuk kanë absolutisht asnjë efekt në të gjithë procesin e transportuesit;
- koeficient nënë këtë rast është e qëndrueshme.
Disavantazhet numëruesi i scintilacionit i ka më minimalet. Gjatë kryerjes së punës, është e domosdoshme të sigurohet që amplituda e llojeve të sinjalit të pulseve të korrespondojë me llojet e tjera të amplitudave.
Apaketim sportel
Banaku i scintilacionit shpesh paketohet në një enë metalike me xham në njërën anë. Përveç kësaj, një shtresë e materialit të veçantë vendoset midis vetë kontejnerit dhe shintilatorit, i cili parandalon hyrjen e rrezeve ultravjollcë dhe nxehtësisë. Scintilatorët plastikë nuk kanë nevojë të paketohen në kontejnerë të mbyllur, megjithatë, të gjithë shintilatorët e ngurtë duhet të kenë një dritare dalëse në njërin skaj. Është shumë e rëndësishme t'i kushtoni vëmendje paketimit të kësaj pajisjeje.
Përfitimet e njehsorit
Përparësitë e numëruesit të scintilacionit janë si më poshtë:
- Ndjeshmëria e kësaj pajisjeje është gjithmonë në nivelin më të lartë dhe efektiviteti i saj i drejtpërdrejtë varet drejtpërdrejt nga kjo.
- Aftësitë e instrumentit përfshijnë një gamë të gjerë shërbimesh.
- Aftësia për të dalluar midis grimcave të caktuara përdor vetëm informacione rreth energjisë së tyre.
Për shkak të treguesve të mësipërm, ky lloj matësi ia kaloi të gjithë konkurrentëve të tij dhe me të drejtë u bë pajisja më e mirë e këtij lloji.
Vlen gjithashtu të përmendet se disavantazhet e tij përfshijnë perceptimin e ndjeshëmndryshimet në një temperaturë të caktuar, si dhe kushtet mjedisore.
