Сцинтилляционные детекторы

Сцинтилляционный метод регистрации ионизирующих излучений основан на измерении интенсивности световых вспышек (или светосуммы), возникающих в люминесцирующих веществах при прохождении через них излучения.

В качестве люминесцирующего вещества в сцинтилляционном счетчике используется сцинтиллятор, называемый фосфором, изготавливаемый в жидком или твердом виде. В фосфоре происходит преобразование поглощенной энергии фотона ионизирующего излучения в световую вспышку (сцинтилляцию).

Интенсивность световой вспышки в широких пределах пропорциональна энергии частицы (фотона), поглощенной в сцинтилляторе, поэтому, регистрируя и сравнивая сцинтилляции, можно определить не только плотность потока частиц (фотонов), но и их энергетическое распределение, мощность экспозиционной и поглощенной доз и другие величины.

Схема сцинтилляционного счетчика показана на Рис. 24. Фотоны (частицы) ионизирующего излучения от источника 1, попадая в фосфор 2, выбивают из него световые вспышки, часть из которых, попадая на катод 3 фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) 10, вырывает из него электроны. В трубке ФЭУ находятся фокусирующий электрод 4 и диноды 5 – 8.

Высокое напряжение (1000¸2200 В) между анодом и катодом от источника 11 с помощью делителя напряжения R₁ – R₆ распределяется по определенному закону между динодами. Число динодов может достигать 8–13.

Фотоэлектроны от катода поступают на первый динод, где их число увеличивается в т раз, с первого на второй и т. п. до анода. Коэффициент усиления ФЭУ будет равен n^m, где п – число динодов. Современные ФЭУ имеют коэффициент усиления до 10⁷. Импульсы отрицательной полярности с анода 9 поступают на усилитель 14 и далее регистрируются вторичным прибором 13, который питается от блока низковольтного питания 12.

Основными преимуществами сцинтилляционного метода являются высокая разрешающая способность во времени (10^-6–10^-9), большая эффективность регистрации и линейная зависимость амплитуды импульса от энергии, потерянной регистрируемой частицей в сцинтилляторе.

В практической дозиметрии в качестве детекторов нашли широкое применение твердые сцинтилляторы, например монокристаллы NaI(Tl). Высокая прозрачность кристаллов йодистого натрия и технология их изготовления позволяют использовать в дозиметрической аппаратуре кристаллы диаметром до 300–350 мм.

Дата добавления: 2014-01-05