Кристалл - йодистый натрий
Cтраница 2
На рис. 9.13 приведена схема типичного сцинтилляционного счетчика, в котором сцинтиллятором служит кристалл йодистого натрия Nal. Регистрируемая ионизирующая частица попадает в кристалл и тормозится в нем. Как и во всяком веществе, энергия частицы при торможении расходуется на ионизацию и возбуждение электронов в кристалле. В сцинтиллирующем кристалле энергия возбуждения частично выделяется в виде вспышки видимого света. Механизм образования вспышки сложен. [16]
 |
Зависимость эффективности галогенных 7-счетчиков от энергии квантов.| Зависимость линейного коэффициента ослабления f - излучения в кристалле NaJ от энергии квантов. [17] |
На рис. 46 приведена зависимость [ 1 от энергии f - квантов для кристаллов йодистого натрия. При достаточно большой толщине фосфора эффективность сцинтилля-ционных счетчиков может достигать десятков процентов, что во много раз превышает эффективность галогенных счетчиков. [18]
 |
Сцинтилляционный счетчик с фосфором, удаленным от фотоумножителя. / - фосфор, 2-плексигласовый светопровод, 3-фотоумножитель, 4 - магнитные экраны, 5-катодный повторитель. [19] |
В случае применения кристаллов, разрушающихся или мутнеющих под действием влаги ( например, кристаллов йодистого натрия), конструкция сочленения должна быть герметичной. Плексигласовый блок распределяет свет сцинтилляций равномерно по всей поверхности фотокатода. [20]
В сцинтилляционном счетчике приемником рентгеновских квантов является кристаллическая пластинка, обычно толщиной в 1 - 2 мм и площадью приблизительно 20X4 мм. В качестве приемников применяются кристаллы йодистого натрия ( иногда - йодистого калия или цезия) с небольшой примесью таллия. Квант рентгеновского излучения, поглощаясь в кристалле, создает быстрый фотоэлектрон; последний на своем пути ионизирует и возбуждает несколько десятков или сотен атомов. Каждый из них, возвращаясь в нормальное состояние, испускает фотон ультрафиолетового или видимого света. Время жизни всех возбужденных атомов почти одинаково, и поэтому все фотоны возникают почти одновременно. Такая вспышка излучения в кристалле и называется сцинтилляцией. [21]
Для регистрации у-лучей применяют сцинтилляторы большего размера и высокой плотности, для того чтобы в нем поглотилась возможно большая часть излучения. Для этого особенно пригодны кристаллы йодистого натрия, активированные таллием. Эти кристаллы должны быть защищены от влаги, так как йодистый натрий является очень гигроскопичным веществом. [22]
Основным недостатком йодистого натрия является его гигроскопичность. Для защиты от влаги кристалл йодистого натрия покрывают защитной пленкой масла, но это исключает возможность его применения для регистрации ядерных частиц малой энергии из-за поглощения их в указанной пленке. [23]
Спектрометр совпадений состоит из двухканальной системы с наименьшим разрешающим временем 100 нсек ( наносекунд) и дополнительного быстрого канала, который может обеспечивать снижение общего разрешающего времени. Наименьшее разрешающее время при использовании кристаллов йодистого натрия равно 28 нсек. Сигнал детектора снимают с одного из последних динодов фотоумножителя. [24]
Действие датчика основано на измерении интенсивности гамма-излучения, рассеянного в обратном направлении в толще металла. Детектором в гамма-толщиномере является сцинтилляционныи счетчик с кристаллом йодистого натрия, активированного таллием. Источник гамма-излучения находится вблизи от измеряемой поверхности, что дает возможность измерять толщины на небольшой площади. Пропорциональность амплитуды импульсов от данного счетчика энергии, поглощенных в сцинтиллирующем кристалле гамма-квантов, позволяет разделить прямые и отраженные лучи. Количество отраженных гамма-квантов пропорционально толщине рассеивающей пластины. [25]
Сцинтилляционный счетчик состоит из кристаллофосфора и фотоумножителя. Кристаллофосфор ( обычно для регистрации рентгеновского излучения применяют кристаллы йодистого натрия, активированного таллием) поглощает квант рентгеновского излучения, в результате чего образуется фотоэлектрон, который, проходя через вещество кристалла, ионизирует большое количество атомов. Ионизированные атомы, возвращаясь в стабильное состояние, испускают фотоны ультрафиолетового света. Эти фотоны, попадая на фотокатод фотоумножителя, выбивают из него электроны, которые, ускоряясь в электрическом поле фотоумножителя, попадают на первый эмиттер. Каждый электрон выбивает из материала покрытия эмиттера несколько электронов, и весь процесс повторяется на следующем эмиттере. Таким образом, первичный импульс на 10 - 12 каскадах усиливается в 105 - 10s раз. [26]
Результатом взаимодействия излучения с веществом сцинтиллятора является возбуждение атомов молекул, которые, возвращаясь в нормальное состояние, испускают фотоны с частотой в области спектральной чувствительности фотокатода фотоумножителя ФЭУ-13. Кристалл йодистого натрия, активизированный таллием, обладает световым выходом относительно большой плотности, содержит атомы йода с большим атомным весом ( Z 53), хорошо себя зарекомендовал в спектрометрии рентгеновского и у-излучения. Так как интенсивность световой вспышки линейно связана с энергией, возбужденной у-квантом в кристалле, на аноде фотоумножителя ФЭУ-13 появляется пропорциональный ей импульс тока, регистрируемый набором статистически распределенных импульсных счег-чиков. [27]
 |
Блок-схема установки для регистрации ( а и кривая изменения площади надреза ( б при растяжении. [28] |
Указанный аппарат использован для получения достаточно жесткого излучения, способного проникать через стенки криокамеры. За образцом устанавливается универсальный сцинтилляционный датчик УСД-1. Детектором служит кристалл йодистого натрия ( с добавкой таллия) цилиндрической формы, имеющий диаметр 40 и высоту 40 мм. К датчику УСД-1 подведено высокое напряжение от стабилизированного высоковольтного источника. Информация от датчика в виде цифрового кода подается на пересчетное устройство с дискриминатором, а интегратор преобразует его в непрерывный сигнал, поступающий на вход оси абсцисс двухкоординатного самописца. Возможно получение дискретной информации при помощи механических блоков записи типа БЗ-15 или перфораторов. Применение последних или других дискретных запоминающих устройств позволяет изучать разрушение в условиях высоких скоростей деформирования и непосредственно вводить информацию в ЭЦВМ для ее дальнейшей обработки. [29]
Водяные пары атмосферного воздуха вызывают диссоциацию кристалла йодистого натрия в результате чего на его поверхности возникает светопоглощающая пленка, что уменьшает величину выходного сигнала. Влагонепроницаемая оболочка кристаллов NaJ ( Tl) делает их непригодными для регистрации мягкого бета-излучения. В нерабочих условиях кристаллы йодистого натрия хранятся под парафином. [30]
Страницы: 1 2 3