Метод сцинтилляции применение кратко

Обновлено: 05.07.2024

Сцинтилляционный метод основан на способности некоторых кристаллов, газов и растворов испускать вспышки видимого света при поглощении энергии ионизирующего излучения. Световые вспышки трансформируются в электрические импульсы и усиливаются. [2]

Сцинтилляционный метод основан на явлениях, происходящих в некоторых кристаллах ( нафталин, антрацен, йодистый натрий, активированный талий), служащих детектором. Свободные электроны, появляющиеся при облучении, вызывают в кристалле характерную флуоресценцию. [3]

Сцинтилляционный метод для анализа чистых веществ практически не применялся, так как для этих веществ столь неравномерное распределение примесей обычно нехарактерно. [4]

Сцинтилляционный метод , основанный на введении измеряемой жидкости в жидкий сцинтиллятор [3], пригоден только для отдельных органических соединений, которые не сильно гасят люминесценцию. Кроме того, необходимость возобновления сцин-тиллятора при каждом измерении является существенным недостатком метода. [5]

Сцинтилляционный метод основан на использовании свечения ( сцинтилляции) некоторых веществ ( сцин-тилляторов) под действием ионизирующих излучений. Количество вспышек пропорционально интенсивности излучения. [6]

Сцинтилляционный метод получил распространение в связи с тем, что для измерения допустимой плотности потока нейтронов требуется достаточно высокая чувствительность. [8]

Сцинтилляционный метод является одним из старейших методов обнаружения ионизирующего излучения. На рис. 6.3, б приведена принципиальная схема сцинтил-ляционного счетчика. Частицы или кванты, попадающие из источника излучения / на сцинтиллятор 2, вызывают световые вспышки, которые на фо-токатоде 3 превращаются в электронные импульсы. [14]

Радиоактивное излучение имеет сложный состав. Это гамма- и рентгеновское излучение, электроны, протоны, α -частицы, а также ионы тяжёлых металлов.

Одним из первых методов регистрации элементарных частиц является метод сцинтилляций . Сущность которого заключается в подсчёте количества вспышек на экране, покрытом сернистым цинком, при попадании на него заряженных частиц. Это явление впервые наблюдал в \(1903\) году английский физик и химик Уильям Крукс .

Использование зрительного восприятия человека в качестве регистратора быстро протекающих явлений приносит неточные результаты. Люди по-разному воспринимают визуальную информацию. Время между получением сигнала и его обработкой велико. Глаза быстро устают, поэтому длительное наблюдение невозможно.

Метод сцинтилляций использовался в основном для регистрации альфа-частиц. Отдельные быстрые электроны вызывали очень слабые сцинтилляции, которые невозможно зафиксировать. Гамма-излучение создавало общее свечение экрана, а не отдельные вспышки.

В конце сороковых годов \(XX\) века были разработаны фотоэлектронные умножители (ФЭУ), которые позволяют регистрировать очень слабые вспышки света. На их основе были созданы сцинтилляционные счётчики.

В комплект счётчика, кроме сцинтиллятора и ФЭУ и источника питания для него, входит радиотехническая аппаратура, которая обеспечивает усиление и регистрацию импульсов фотоэлектронного умножителя.

Радиоактивная частица, попадая в сцинтиллятор, переводит молекулы в возбуждённое состояние. Переход молекул в основное энергетическое состояние сопровождается излучением фотона, который регистрируется детектором. Количество вспышек пропорционально количеству поглощённых радиоактивных частиц.

прибор для регистрации ядерных излучений и элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов, γ-квантов, мезонов и т. д.), основными элементами которого являются вещество, люминесцирующее под действием заряженных частиц (сцинтиллятор), и Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). Визуальные наблюдения световых вспышек (сцинтилляций) под действием ионизирующих частиц (α-частиц, осколков деления ядер) были основным методом ядерной физики в начале 20 в. (см. Спинтарископ). Позднее С. с. был полностью вытеснен ионизационными камерами (См. Ионизационная камера) и пропорциональными счётчиками (См. Пропорциональный счётчик). Его возвращение в ядерную физику произошло в конце 40-х гг., когда для регистрации сцинтилляций были использованы многокаскадные ФЭУ с большим коэффициентом усиления, способные зарегистрировать чрезвычайно слабые световые вспышки.

Принцип действия С. с. состоит в следующем: заряженная частица, проходя через сцинтиллятор, наряду с ионизацией атомов и молекул возбуждает их. Возвращаясь в невозбуждённое (основное) состояние, атомы испускают фотоны (см. Люминесценция). Фотоны, попадая на катод ФЭУ, выбивают электроны (см. Фотоэлектронная эмиссия), в результате чего на аноде ФЭУ возникает электрический импульс, который далее усиливается и регистрируется (см. рис.). Детектирование нейтральных частиц (нейтронов, γ-квантов) происходит по вторичным заряженным частицам, образующимся при взаимодействии нейтронов и γ-квантов с атомами сцинтиллятора.

В качестве сцинтилляторов используются различные вещества (твёрдые, жидкие, газообразные). Большое распространение получили пластики, которые легко изготовляются, механически обрабатываются и дают интенсивное свечение. Важной характеристикой сцинтиллятора является доля энергии регистрируемой частицы, которая превращается в световую энергию (конверсионная эффективность η). Наибольшими значениями ηобладают кристаллические сцинтилляторы: NaI, активированный Tl [NaI (Tl)], антрацен и ZnS. Др. важной характеристикой является время высвечивания τ, которое определяется временем жизни на возбуждённых уровнях. Интенсивность свечения после прохождения частицы изменяется экспоненциально: , где I₀ — начальная интенсивность. Для большинства сцинтилляторов τ лежит в интервале 10 –9 — 10 –5 сек. Короткими временами свечения обладают пластики (табл. 1). Чем меньше τ, тем более быстродействующим может быть сделан С. с.

ФЭУ, предназначенные для С. с., должны обладать высокой эффективностью фотокатода (до 2,5%), высоким коэффициентом усиления (10 8 —10 8 ), малым временем собирания электронов (Сцинтилляционный счётчик 10 –8 сек) при высокой стабильности этого времени. Последнее позволяет достичь разрешающей способности по времени С. с. ≤10 –9 сек. Высокий коэффициент усиления ФЭУ наряду с малым уровнем собственных шумов делает возможной регистрацию отдельных электронов, выбитых с фотокатода. Сигнал на аноде ФЭУ может достигать 100 в.

Сегодня мы поговорим об экспериментальных методах исследования частиц. На уроке мы обсудим, как с помощью альфа-частиц, образующихся в результате распада радиоактивного элемента радия, можно изучить внутреннее строение атомов. Также поговорим об экспериментальных методах исследования частиц, входящих в состав атома.

Читайте также: