Илюминесцентные детекторы и детекторы нейтронов
12.09.2012
Некоторые твердые вещества обладают способностью аккумулировать поглощенную энергию проходящих через них ионизирующих излучений и удерживать ее долгое время без высвечивания. Для ее высвечивания необходимо дополнительное нагревание, воздействие ультрафиолетом и т. п.
В дозиметрах часто применяет термолюминесцентные детекторы. Термолюминофорами в них служат поликрасталлические вещества разного состава (CaF2Mn, LiF, CaSO4Mn), алюмофосфатные стекла и др. Поглощенная в термолюминофорах энергия излучений высвобождается в виде люминесценции под действием нагревания. Люминесценцию регистрируют, как правило, с помощью фотоэлектронных умножителей.
Незаряженные нейтроны в веществе не производят ионизации, поэтому детектирование их с достаточной эффективностью представляет определенные сложности. На некоторых атомах (Cd, Li, В) нейтроны могут захватываться с одновременным испусканием фотонов или других частиц. Этот эффект обычно используется в детекторах нейтронов.
Борные счетчики медленных и тепловых нейтронов - газоразрядные, они наполнены газообразным BF3 или покрыты изнутри карбидом бора (В4С). Захват нейтронов атомами бора приводит к превращению последних в литий с образованием α-частиц: 10В (n, α) 7Li. Счетчик регистрирует α-частицы и ядра отдачи лития. Эффективность регистрации возрастает при обогащении бора изотопом 10В (естественное) содержание этого стабильного изотопа в природной смеси =19%).
В сцинтилляционных нейтронных счетчиках с кристаллами LiI, активированными Тl, Zn или En, происходит захват медленных нейтронов литием: 6Li (n, у) 7Li или 6Li(n,α)3Н. Регистрируется захватное у- или α-излучение вместе с β-излучением трития. В счетчиках с кадмиевыми экранами тоже используют у-излучение. Для этого обычный цилиндрический счетчик Гейгера-Мюллера оборачивают кадмиевой фольгой толщиной 0,5-1 мм.
Индикаторные детекторы нейтронов по наведенной β-активности применяются для определения плотности нейтронных потоков. Если цилиндрический счетчик обернуть фольгой или проволокой из серебра, то в результате ядерной реакции 109Ag (n, у) 110Ag в серебре образуется β-, y-активный изотоп с периодом полураспада 25 с. Для получения наведенной радиоактивности используются и другие ядерные реакции.
Детектирование быстрых нейтронов обычно производят по протонам отдачи Н-содержащих веществ. С этой целью счетчик медленных нейтронов, например борный, окружают замедлителем (парафином).
