Ssintilyasiya detektorları elementar hissəcikləri aşkar etmək üçün nəzərdə tutulmuş ölçü avadanlığının növlərindən biridir. Onların xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, oxu işığa həssas sistemlərdən istifadə etməklə baş verir. İlk dəfə bu cihazlar uranın radiasiyasını ölçmək üçün 1944-cü ildə istifadə edilmişdir. İşləyən agentin növündən asılı olaraq bir neçə növ detektor var.
Təyinat
Ssintilyasiya detektorları aşağıdakı məqsədlər üçün geniş istifadə olunur:
- ətraf mühitin radiasiya ilə çirklənməsinin qeydiyyatı;
- radioaktiv materialların təhlili və digər fiziki və kimyəvi tədqiqatlar;
- daha mürəkkəb detektor sistemlərini işə salmaq üçün element kimi istifadə edin;
- maddələrin spektrometrik tədqiqi;
- radiasiyadan mühafizə sistemlərində siqnal komponenti (məsələn, gəminin radioaktiv çirklənmə zonasına daxil olması barədə xəbərdarlıq etmək üçün nəzərdə tutulmuş dozimetrik avadanlıq).
Sayğaclar hər iki keyfiyyət qeydiyyatını həyata keçirə bilərşüalanma və onun enerjisini ölçün.
Detektorların düzülüşü
Ssintilasiya şüalanma detektorunun əsas strukturu aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.
Avadanlığın əsas elementləri aşağıdakılardır:
- fotomultiplikator;
- kristal qəfəsin həyəcanını görünən işığa çevirmək və onu optik çeviriciyə ötürmək üçün nəzərdə tutulmuş sintillyator;
- ilk iki cihaz arasında optik kontakt;
- gərginlik stabilizatoru;
- elektrik impulsları qeyd etmək üçün elektron sistem.
Növlər
Şüalanmaya məruz qaldıqda flüoresanlaşan maddənin növünə görə sintillyasiya detektorlarının əsas növlərinin aşağıdakı təsnifatı mövcuddur:
- Qeyri-üzvi qələvi halidölçənlər. Onlar alfa, beta, qamma və neytron radiasiyasını qeyd etmək üçün istifadə olunur. Sənayedə bir neçə növ monokristal istehsal olunur: natrium yodid, sezium, kalium və litium, sink sulfid, qələvi torpaq metal volframları. Onlar xüsusi çirklərlə aktivləşdirilir.
- Üzvi monokristallar və şəffaf məhlullar. Birinci qrupa: antrasen, tolan, trans-stilben, naftalin və digər birləşmələr, ikinci qrupa terfenil, antrasenin naftalinlə qarışıqları, plastiklərdə bərk məhlullar daxildir. Onlar vaxt ölçmək və sürətli neytronları aşkar etmək üçün istifadə olunur. Üzvi sintillyatorlarda aktivləşdirici əlavələr yoxdurtöhfə.
- Qaz mühiti (He, Ar, Kr, Xe). Belə detektorlar əsasən ağır nüvələrin parçalanma fraqmentlərini aşkar etmək üçün istifadə olunur. Şüalanmanın dalğa uzunluğu ultrabənövşəyi spektrdədir, ona görə də onlar müvafiq fotodiodlar tələb edir.
Kinetik enerjisi 100 keV-ə qədər olan parıldayan neytron detektorları üçün kütlə sayı 10 və 6Li olan bor izotopu ilə aktivləşdirilmiş sink sulfid kristallarından istifadə olunur. Alfa hissəcikləri qeydə alınarkən, sink sulfid şəffaf substrat üzərində nazik təbəqə ilə tətbiq olunur.
Üzvi birləşmələr arasında ən çox istifadə edilən sintillyasiya plastikləridir. Onlar yüksək molekullu plastiklərdə lüminessent maddələrin məhlullarıdır. Çox vaxt parıldayan plastiklər polistirol əsasında hazırlanır. İncə lövhələr alfa və beta radiasiyasını qeyd etmək üçün, qalın lövhələr isə qamma və rentgen şüaları üçün istifadə olunur. Onlar şəffaf cilalanmış silindrlər şəklində istehsal olunur. Digər növ sintillyatorlarla müqayisədə plastik sintillyatorların bir sıra üstünlükləri var:
- qısa flaş vaxtı;
- mexaniki zədələrə, nəmə davamlılıq;
- yüksək dozada radiasiyaya məruz qalma zamanı xüsusiyyətlərin sabitliyi;
- aşağı qiymət;
- hazırlanması asan;
- yüksək qeydiyyat səmərəliliyi.
Fotoçoğ altıcılar
Bu avadanlığın əsas funksional komponenti fotoçoxaldır. Bu, quraşdırılmış elektrodlar sistemidirbir şüşə boruda. Xarici maqnit sahələrindən qorunmaq üçün yüksək maqnit keçiriciliyi olan materialdan hazırlanmış metal korpusa yerləşdirilir. Bu, elektromaqnit müdaxiləsini qoruyur.
Fotomultiplikatorda işıq parıltısı elektrik impulsuna çevrilir və elektronların ikincili emissiyası nəticəsində elektrik cərəyanı da gücləndirilir. Cərəyanın miqdarı dinodların sayından asılıdır. Elektronların fokuslanması elektrodların formasından və onlar arasındakı potensialdan asılı olan elektrostatik sahə hesabına baş verir. Sökülən yüklü hissəciklər elektrodlararası məkanda sürətlənir və növbəti dinodun üzərinə düşərək başqa bir emissiyaya səbəb olur. Bunun sayəsində elektronların sayı bir neçə dəfə artır.
Ssintilasiya detektoru: necə işləyir
Sayğaclar belə işləyir:
- Yüklənmiş hissəcik sintillyatorun işçi maddəsinə daxil olur.
- Kristal, məhlul və ya qaz molekullarının ionlaşması və həyəcanlanması baş verir.
- Molekullar foton yayır və saniyənin milyonda birindən sonra tarazlığa qayıdırlar.
- Fotomultiplikatorda işığın parıltısı "gücləndirilir" və anoda dəyir.
- Anod dövrəsi elektrik cərəyanını gücləndirir və ölçür.
Ssintillyasiya detektorunun iş prinsipi lüminesans fenomeninə əsaslanır. Bu cihazların əsas xarakteristikası çevrilmə səmərəliliyidir - işığın parıltısının enerjisinin sintillyatorun aktiv maddəsində bir hissəciyin itirdiyi enerjiyə nisbəti.
Müsbət və mənfi cəhətlər
Ssintillyasiya şüalanma detektorlarının üstünlüklərinə aşağıdakılar daxildir:
- yüksək aşkarlama səmərəliliyi, xüsusilə yüksək enerjili qısadalğalı qamma şüaları üçün;
- yaxşı müvəqqəti ayırdetmə, yəni iki obyektin ayrıca təsvirini vermək imkanı (10-10 s-ə çatır);
- aşkar edilmiş hissəciklərin enerjisinin eyni vaxtda ölçülməsi;
- müxtəlif formalı sayğacların istehsalı imkanı, texniki həllin sadəliyi.
Bu sayğacların çatışmazlıqları enerjisi az olan hissəciklərə qarşı aşağı həssaslıqdır. Onlar spektrometrlərin bir hissəsi kimi istifadə edildikdə, spektrin mürəkkəb forması olduğundan, əldə edilmiş məlumatların emalı xeyli mürəkkəbləşir.
