O contador de cintilação consiste em dois componentes, como um cintilador (fósforo) e um multiplicador do tipo fotoeletrônico. Na configuração básica, os fabricantes adicionaram a este contador uma fonte para energia elétrica e equipamentos de rádio que fornecem amplificação e registro de pulsos PMT. Muitas vezes, a combinação de todos os elementos deste sistema é realizada usando um sistema óptico - um guia de luz. Mais adiante no artigo, consideraremos o princípio de operação de um contador de cintilação.
Características do trabalho
O dispositivo de um contador de cintilações é bastante complicado, por isso este tópico precisa de mais atenção. A essência do funcionamento deste aparelho é a seguinte.
Uma partícula carregada entra no dispositivo, como resultado da excitação de todas as moléculas. Esses objetos se acomodam após um certo período de tempo e, nesse processo, liberam os chamados fótons. Todo esse processo é necessário para que o flash de luz ocorra. Certos fótons passam para o fotocátodo. Este processo é necessário para o aparecimento dos fotoelétrons.
Os fotoelétrons são focados e entregues aeletrodo original. Essa ação ocorre devido ao trabalho do chamado PMT. Na ação subsequente, o número desses mesmos elétrons aumenta várias vezes, o que é facilitado pela emissão de elétrons. O resultado é tensão. Além disso, apenas aumenta seu efeito imediato. A duração do pulso e sua amplitude na saída são determinadas pelas propriedades características.
O que é usado no lugar do fósforo?
Neste aparato, um substituto para um elemento como o fósforo foi inventado. Geralmente, os fabricantes usam:
- cristais do tipo orgânico;
- cintiladores líquidos, que também devem ser do tipo orgânico;
- cintiladores sólidos que são feitos de plástico;
- cintiladores de gás.
Observando os dados sobre substituição de fósforo, você pode ver que os fabricantes na maioria dos casos usam apenas substâncias orgânicas.
Característica principal
É hora de falar sobre a principal característica dos contadores de cintilação. Antes de mais nada, é necessário observar a saída de luz, radiação, sua chamada composição espectral e a própria duração da cintilação.
No processo de passagem de várias partículas carregadas através do cintilador, um certo número de fótons são produzidos, que carregam aqui ou outra energia. Uma parte bastante grande dos fótons produzidos será absorvida e destruída no próprio tanque. Em vez de fótonsque foram absorvidas, outros tipos de partículas serão produzidos, que representarão energia de natureza um pouco menor. Como resultado de toda essa ação, aparecerão fótons, cujas propriedades são características exclusivas do cintilador.
Saída de luz
A seguir, considere o contador de cintilações e o princípio de sua operação. Agora vamos prestar atenção à saída de luz. Esse processo também é chamado de eficiência do tipo de conversão. A saída de luz é a chamada razão entre a energia que sai e a quantidade de energia da partícula carregada perdida no cintilador.
Nesta ação, o número médio de fótons vai exclusivamente para fora. Isso também é chamado de energia da natureza média dos fótons. Cada uma das partículas presentes no dispositivo não traz a monoenergética, mas apenas o espectro como uma banda contínua. Afinal, é ele que é característico desse tipo de trabalho.
É necessário prestar atenção ao mais importante, pois esse espectro de fótons deixa independentemente o cintilador conhecido por nós. É importante que coincida ou pelo menos se sobreponha parcialmente com a característica espectral do PMT. Esta sobreposição de elementos cintiladores com características diferentes é determinada unicamente pelo coeficiente acordado pelos fabricantes.
Neste coeficiente, o espectro do tipo externo ou o espectro de nossos fótons vai para o ambiente externo deste dispositivo. Hoje existe algo como "eficiência de cintilação". É uma comparação do dispositivo comoutros dados PMT.
Este conceito combina vários aspectos:
- Eficiência leva em conta o número de nossos fótons emitidos pelo cintilador por unidade de energia absorvida. Este indicador também leva em consideração a sensibilidade do dispositivo aos fótons.
- A eficácia deste trabalho, via de regra, é avaliada comparando-se com a eficiência de cintilação do cintilador, que é tomada como padrão.
Várias alterações de cintilação
O princípio de funcionamento de um contador de cintilações também consiste no seguinte aspecto não menos importante. A cintilação pode estar sujeita a certas alterações. Eles são calculados de acordo com uma lei especial.
Nele, I0 indica a intensidade máxima da cintilação que estamos considerando. Quanto ao indicador t0- é um valor constante e denota o tempo da chamada atenuação. Este decaimento mostra o tempo durante o qual a intensidade diminui em seu valor por certos (e) vezes.
Também é necessário prestar atenção ao número dos chamados fótons. É denotado pela letra n em nossa lei.
Onde é o número total de fótons emitidos durante o processo de cintilação. Esses fótons são emitidos em um determinado momento e registrados no dispositivo.
Processos de trabalho do fósforo
Como escrevemos anteriormente, contadores de cintilaçãoagir com base no trabalho de um elemento como o fósforo. Neste elemento, é realizado o processo da chamada luminescência. E é dividido em vários tipos:
- O primeiro tipo é a fluorescência.
- O segundo tipo é a fosforescência.
Estas duas espécies diferem principalmente no tempo. Quando o chamado piscar ocorre em conjunto com outro processo ou durante um período de tempo da ordem de 10-8 seg, este é o primeiro tipo de processo. Quanto ao segundo tipo, aqui o intervalo de tempo é um pouco maior do que o tipo anterior. Esta discrepância no tempo surge porque este intervalo corresponde à vida de um átomo em estado de inquietude.
No total, a duração do primeiro processo não depende em nada do índice de inquietação deste ou daquele átomo, mas quanto à saída desse processo, é a excitabilidade desse elemento que o afeta. Também vale a pena notar o fato de que no caso da inquietação de certos cristais, a taxa da chamada saída é um pouco menor do que com a fotoexcitação.
O que é fosforescência?
As vantagens do contador de cintilação incluem o processo de fosforescência. Sob esse conceito, a maioria das pessoas entende apenas luminescência. Portanto, consideraremos esses recursos com base nesse processo. Este processo é a chamada continuação do processo após a conclusão de um determinado tipo de trabalho. A fosforescência de fósforos de cristal surge da recombinação de elétrons e lacunas que surgiram durante a excitação. Em certosobjetos de fósforo, é absolutamente impossível retardar o processo, pois os elétrons e seus buracos caem nas chamadas armadilhas. A partir dessas mesmas armadilhas, eles podem ser liberados por conta própria, mas para isso eles, como outras substâncias, precisam receber um suprimento adicional de energia.
A este respeito, a duração do processo também depende de uma determinada temperatura. Se outras moléculas de natureza orgânica também participam do processo, o processo de fosforescência ocorre apenas se estiverem em um estado metaestável. E essas moléculas não podem entrar em um estado normal. Somente neste caso podemos ver a dependência desse processo da velocidade e da própria temperatura.
Características dos contadores
Possui vantagens e desvantagens de um contador de cintilação, que consideraremos nesta seção. Em primeiro lugar, descreveremos as vantagens do dispositivo, pois existem muitas delas.
Especialistas destacam uma taxa bastante alta de habilidade temporária. Com o tempo, um pulso emitido por este dispositivo não excede dez segundos. Mas este é o caso se determinados dispositivos forem usados. Este contador possui este indicador várias vezes menor que seus outros análogos com descarga independente. Isso contribui muito para o seu uso, pois a velocidade de contagem aumenta várias vezes.
A próxima qualidade positiva desses tipos de contadores é um indicador bastante pequeno de um impulso tardio. Mas esse processo é realizado somente após as partículas terem passado do período de registro. é o mesmopermite que você salve diretamente o tempo do pulso deste tipo de dispositivo.
Além disso, contadores de cintilação têm um nível bastante alto de registro de certas partículas, que incluem neurônios e seus raios. Para aumentar o nível de registro, é imprescindível que essas partículas reajam com os chamados detectores.
Produção de dispositivos
Quem inventou o contador de cintilação? Isso foi feito pelo físico alemão Kalman Hartmut Paul em 1947, e em 1948 o cientista inventou a radiografia de nêutrons. O princípio de operação do contador de cintilação permite que ele seja produzido em um tamanho bastante grande. Isso contribui para que seja possível realizar a chamada análise hermética de um fluxo de energia bastante grande, que inclui raios ultravioleta.
Também é possível introduzir certas substâncias no dispositivo, com as quais os nêutrons podem interagir muito bem. O que, claro, tem suas qualidades positivas imediatas na fabricação e uso futuro de um contador dessa natureza.
Tipo de desenho
As partículas do contador de cintilação garantem seu desempenho de alta qualidade. Os consumidores têm os seguintes requisitos para o funcionamento do dispositivo:
- no chamado fotocátodo é o melhor indicador de coleta de luz;
- neste fotocátodo existe um tipo excepcionalmente uniforme de distribuição de luz;
- partículas desnecessárias no dispositivo são escurecidas;
- campos magnéticos não têm absolutamente nenhum efeito em todo o processo de transporte;
- coeficiente emneste caso é estável.
Desvantagens contador de cintilação tem o mínimo. Ao realizar o trabalho, é imperativo garantir que a amplitude dos tipos de pulsos de sinal corresponda a outros tipos de amplitudes.
Embalagem de balcão
O contador de cintilação geralmente é embalado em um recipiente de metal com vidro de um lado. Além disso, uma camada de material especial é colocada entre o próprio recipiente e o cintilador, o que impede a entrada de raios ultravioleta e calor. Os cintiladores de plástico não precisam ser embalados em recipientes selados, no entanto, todos os cintiladores sólidos devem ter uma janela de saída em uma extremidade. É muito importante prestar atenção à embalagem deste aparelho.
Benefícios do Medidor
As vantagens do contador de cintilação são as seguintes:
- A sensibilidade deste dispositivo está sempre no nível mais alto, e sua eficácia direta depende diretamente disso.
- As capacidades do instrumento incluem uma ampla gama de serviços.
- A capacidade de distinguir entre certas partículas usa apenas informações sobre sua energia.
É devido aos indicadores acima que este tipo de medidor superou todos os seus concorrentes e, com razão, tornou-se o melhor dispositivo de seu tipo.
Também vale a pena notar que suas desvantagens incluem percepção sensívelmudanças em uma determinada temperatura, bem como as condições ambientais.
