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섬광 카운터 원리 건설 및 작업
섬광이란 무엇인가
섬광 카운터는 방사선의 에너지를 감지하고 측정하는 데 사용되는 장치입니다.
가장 단순한 형태의 섬광 카운터는 러더퍼드와 그의 동료에 의해 알파 입자에 의해 흥분되는 광도를 연구하면서 처음 소개되었습니다. 알파 입자에 노출되었을 때 황화 아연 또는 바륨 플라티노시아나이드 또는 텅스텐 산 칼슘으로 코팅 된 스크린은 저전력 현미경으로 계산 된 섬광을 생성합니다.
이렇게 고안된 도구는 스핀리스코프라고 불렸다. 섬광을 세는 과정은 지루한 과정입니다. 눈은 분 당 대략 100 에 조사를 제한합니다.
광 증량 튜브의 발명과 유기 및 무기 물질의 발광 특성에 대한 더 나은 이해는 이러한 단점을 제거했으며 섬광 카운터는 현재 핵 방사선을 연구하는 데 널리 사용되고 있습니다.
섬광 카운터의 원리
간단한 섬광 카운터는 1994 년에 카란과 바르셀로나에 의해 처음 소개되었습니다. 생성 된 펄스는 적절한 증폭 후 종래의 전자 회로에서 검출된다. 알파 입자에 의해 생성 된 펄스는 100%의 효율을 갖는 형광체에 의해 검출되었다.
이후 칼만(1947)은 안트라센 및 나프탈렌 투명 결정을 형광 매체로 사용하여 광선검출 및 광선검출을 확장하였다. 호프스 태터는 것을 발견 Nal 더 나은 효율성 및 더 강도에 대한 γ ray 계산 작동합니다.
섬광 카운터의 건설
전체 섬광 카운터는 세 가지 기본 부분으로 구성됩니다:
- 하전 입자가 파업 할 때 재미있는 재료 또는 형광체는 작은 빛 플래시를 생산하고 있습니다.
- 광 증량 튜브는 광 플래시를 감지하고 전기 펄스를 생성합니다.
- 증폭기 및 전자 회로는 포토멀티플라이어 튜브로부터의 전기 펄스를 기록하고 카운트한다.
간단한 신틸 레이터에서 현미경의 작업은 광 증량 튜브로 대체됩니다. 이 튜브에는 그림과 같이 점진적으로 더 높은 전위가 적용되는 많은 전자 카드 다이 노드가 있습니다.
광전자는 음극과 음극에 관하여 긍정적인 잠재력에 있는 첫번째 다이노드 사이 정전기 분야에서 가속됩니다. 가속 된 전자는 다이 노드의 전자에 충분한 에너지를 전달하여 그 중 일부를 배출합니다.
다이노드를 치는 각 전자에 대해 10 개의 2 차 전자가 있을 수 있다. 이 곱셈 과정은 마지막 다이 노드가 양극에 의해 마침내 수집되는 전자의 눈사태를 얻을 때까지 계속됩니다.
애노드에서의 출력 전류 또는 펄스는 캐소드로부터 원래 방출된 전류보다 백만 배 이상 클 수 있다.
섬광 카운터의 작동
섬광 카운터의 블록 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 전리방사선을 방출하여 광증배관의 광관 앞에 놓인 형광체에 짧은 빛의 섬광을 발생시키는 소스입니다.
증식 과정은 양극에 의해 최종적으로 수집되는 전자의 눈사태를 생성하기 위해 일어난다. 수십 밀리 볼트의 큰 펄스가 출력에서 생성됩니다.
프리앰프는 이러한 신호를 증폭 한 다음 저에너지 펄스를 제거하는 기능을 가진 판별 자에게 공급 한 다음 스칼라로 계산됩니다. 각종 단계에 힘은 안정된 전력 공급에 의해 공급됩니다.
들어오는 이온화 입자에 의한 섬광 플래시의 생성 및 광 증량기에서 전기 펄스의 후속 생성은 5 개의 별개의 사건으로 나누어진다.
- 입사 방사선은 먼저 형광체 물질에 흡수되고 그 원자 또는 분자는 여기된다.
- 형광체의 형광 물질의 여기 된 원자 또는 분자는 붕괴되어 짧은 기간의 광 플래시를 생성합니다.
- 방출된 광자는 광증배수의 광변수로 전달된다.
- 광전 광자의 흡수로 인해 생성된다.
- 전자 곱셈은 매우 빠르게 일어나고 이러한 모든 연산은 약 10-8 초 내에 발생합니다.
광 증량 튜브에 의해 생성 된 전기 펄스는 입사 광자의 에너지에 비례합니다. 따라서 섬광 카운터는 방사선을 감지하고 방사선의 에너지를 측정합니다.
일반적인 γ 선 스펙트럼으로 얻은 Cs137 소스에 표시됩니다.
우리는 광선의 광자가 주로 세 가지 방식으로 물질과 상호 작용한다는 것을 알고 있습니다.:
- 광전 효과.
- 콤프 턴 효과.
- 쌍 생산(양전자-전자쌍의 생산).
광전 효과와 콤프 턴 효과는 최대 2 메가 볼트의 에너지를 갖는 광선에 가장 중요합니다. 그러나,광전 효과가 실제로 이용되고 있는 이유는 물질에 광선이 입사할 때 광전자가 방출되기 때문이다.
광전자의 에너지는 흡수된 광선의 에너지와 같다. 광전 효과에서,제 2 광선은 전자에 대한 모든 에너지를 잃는다. 따라서 동일한 에너지의 광선은 반짝이는 결정에서 동일한 에너지의 광전자를 생성했습니다. 광 곱셈 튜브에서 생성 된 전기 펄스는 입사 광선의 에너지에 비례합니다.
다중 채널 분석기와 결합 된 섬광 카운터는 다음과 같이 알려져 있습니다. 이 분광계는 알려진 에너지의 광선을 사용하여 보정됩니다. 절반 높이에서 전체 에너지 피크의 너비를 절반 최대(최대)에서 전체 너비라고합니다.
분광계의 에너지 분해능은 전체 에너지 피크에 해당하는 광선의 에너지 대 광선의 비율로 정의됩니다.이 경우,분광계의 에너지 분해능은 일반적으로 분광계의 에너지 분해능에 의해 결정되며,분광계의 에너지 분해능은 일반적으로 분광계의 에너지 분해능에 의해 결정되며,분광계의 에너지 분해능은 일반적으로 분광계의 에너지 분해능에 의해 결정되며,분광계의 에너지 분해능은 일반적으로 분광계의 에너지 분해능에 의해 결정되며,분광계의 에너지 분해능은 일반적으로 분광계의 에너지 분해능에 의해 결정되며,분광계의 에너지 분해능은 일반적으로 분광계의 에너지 분해능에 의해 결정된다.
광선의 에너지가 서로 매우 가까울 때,섬광 카운터는 그것들을 분리 할 수 없다. 이러한 경우 반도체 카운터가 사용됩니다.
사용 된 섬광 계수기의 유형
- 요오드화 나트륨.
- 아연 황화물.
- 안트라센 및 스틸벤.
- 플라스틱 및 액체 신틸 레이터.
- 가스.
요오드화 나트륨(탈륨 활성화)
이것은 광선의 연구에서 가장 일반적으로 사용되는 신틸 레이터입니다. 지엠엠 카운터의 비교에서,제 2-레이 검출의 효율은 매우 크다. 그것은 하나의 단점을 가지고,그것은 흡습성이며,따라서 반사 또는 확산 벽과 알루미늄 캔에 밀봉되어야한다.
아연 황하물
그것은 짧은 범위가 있는 그 입자의 탐지를 위해 광대하게 사용됩니다. 그것은 급속하게 그것의 자신의 방사선에 불투명한 되기 때문에 두꺼운 층에서 사용될 수 없습니다.이는 흡습성이 없으므로 요오드화 나트륨보다 바람직하다.
안트라센 및 스틸벤
이들은 유기 형광체로서 붕괴 시간이 더 빠르고 무기 형광체이다. 무거운 입자의 경우 효율이 매우 떨어집니다. 이들은 제 2 의 검출에 유용하다. 안트라센은 각 1000 에버에 대한 15 광자의 가장 높은 수율을 제공합니다.
플라스틱 및 액체 신틸 레이터
이러한 신틸 레이터에서 여기 에너지는 용매에서 용질로 전달됩니다. 그런 다음 용매가 투명한 파장 범위에서 방사선을 다시 방출합니다. 이들은 일반적으로 고 에너지 물리학에 사용되는 카운터 망원경에 사용됩니다.
가스
제 2-방사선의 존재 하에서 무거운 하전 입자를 계산하기 위해 자외선 영역에서 방사선을 방출하는 크세논이 사용됩니다.
높은 검출 효율,짧은 해결 시간,입사 방사선의 에너지의 넓은 범위에서 응답의 선형성은이 계측기가 기존의 지엠보다 우수한 만드는 섬광 카운터의 장점 중 일부입니다. 카운터.
비례 계수기를 통해 섬광 카운터의 가장 뛰어난 특징은 매우 짧은 시간 펄스와 높은 해상도입니다.
신틸레이션 카운터의 응용
- 그것은 가장 효율적인 레이 계산.
- 그것의 큰 크기 및 높게 투명한 인광체로,그것은 아주 고능률을 표시합니다.
- 펄스 높이가 입사 방사선의 에너지에 비례하므로 핵 방사선의 에너지 분포 조사에 사용됩니다.
- 데드 타임과 해결 시간이 10~5 초에 비해 10~19 초의 순서이기 때문에 빠른 계산 속도가 가능합니다.