01.09.2017
31.08.2017
08.08.2017
14.07.2017
06.07.2017
19.06.2017
19.06.2017
19.06.2017
15.06.2017
12.06.2017
Оптические детекторы радиоактивности
 12.09.2012

Метод основан на регистрации сцинтилляции (свечения) в виде вспышек света (люминесценции) в некоторых кристаллах при прохождении через них частиц высокой энергии. Общая схема сцинтилляционного счетчика показана на рис. 6.6.

Оптические детекторы радиоактивности

Вещества, способные к сцинтилляции, например сульфид цинка, модифицированный серебром, йодид натрия, модифицированный таллием, нафталин, антрацен и прочие, называют сцинтилляторами, люминофорами или фосфорами. Люминофор может быть твердым, жидким или газообразным, минеральным или органическим.
Оптический сигнал - это вспышка света, превращающаяся в электрический сигнал, усиливающийся с помощью электровакуумного прибора - фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), с фотокатодом которого сцинтиллятор имеет оптический контакт. Фотокатод ФЭУ выполнен в виде нанесенного на стекло материала с высоким выходом фотоэлектронов, например сурьмяно-цезиевый сплав. Фотоэлектроны с катода попадают на систему динодов - электродов-анодов (8-13 шт.), последовательно расположенных друг за другом.
На катод и диноды от высоковольтного источника постоянного тока подается напряжение. Фотоэлектроны, получив ускорение в электрическом поле до энергий 150-200 эВ, ударяются о поверхность первого динода и создают вторичную электронную эмиссию. Каждый электрон выбивает из него 2-4 вторичных электрона, которые в свою очередь ускоряются и снова выбивают новые вторичные электроны на следующем диноде. Число вторичных электронов, образованных при вторичной электронной эмиссии, называется коэффициентом размножения. Таким образом, на последний динод падает лавина электронов, что я создает импульс напряжения на нагрузочном резисторе R. Этот импульс формируется и передается на регистрирующее устройство. «Мертвое» время сцинтилляционного счетчика составляет 10в-8 -10в-5 с, что гораздо меньше по сравнению с газоразрядными счетчиками и обеспечивает возможность измерения излучений с высокой плотностью потока.
Сцинтилляционные детекторы применяют для регистрации разных видов излучения (α, β, у) в радиоэкологических исследованиях при идентификации радионуклидного состава. Для идентификации α- и γ-активных радионуклидов используют многоканальные анализаторы, которые устанавливают распределение импульсов по энергии.
Энергетический спектр разбивается на равные участки - каналы («окна»). В качестве фосфора в γ-спектрометре используют твердый кристалл, например Nal(Tl). Подсчет общего числа импульсов в заранее известных участках спектра позволяет оценить активность каждого из радионуклидов. На рис. 6.7 показан гамма-спектрометр Соmpugamma 1282 (LKB, Швеция).
Оптические детекторы радиоактивности

Другой вариант сцинтилляционного счета - жидкостно-сцинтилляционный - широко применяется при работе с β-активными радионуклидами. При жидкостно-сцинтилляционном счете пробу непосредственно растворяют или суспендируют в подходящем жидком сцинтилляторе. В этом случае, в какую бы сторону ни вылетела из ядра частица, она все равно будет зарегистрирована. Как и в твердосцинтилляционном, в жидкостно-сцинтилляционном счетчике используют ФЭУ, причем они располагаются с противоположных сторон от образца и работают по принципу совпадения (регистрируются импульсы, возникающие в двух ФЭУ одновременно). Образование посторонних (шумовых) сигналов одновременно в двух ФЭУ маловероятно. Таким образом, фоновый счет, являющийся результатом электронного шума, сведен до минимума. При внесении пробы непосредственно в жидкий сцинтиллятор существенно повышается эффективность счета. Эта техника незаменима для регистрации мягкого β-излучения из-за отсутствия самопоглощения излучения в образце. Тритий (3Н) и радиоактивный изотоп углерода 14С, имеющие мягкое β-излучение, широко используют в различных биологических исследованиях с определением активности именно этим метолом.