Scintillation ቆጣሪዎች፡የአሰራር መርህ፣የመሳሪያዎች ጥቅሞች እና ጉዳቶች

2024 ደራሲ ደራሲ: Aaron Duncan | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-01 20:01

የ scintillation ቆጣሪ ሁለት አካላትን ያቀፈ ነው እነሱም እንደ scintillator (phosphorus) እና የፎቶኤሌክትሮኒክ አይነት ማባዣ። በመሠረታዊ ውቅር ውስጥ, አምራቾች የ PMT ጥራሮችን ማጉላት እና መመዝገቢያ የሚሰጡ የኤሌክትሪክ ኃይል እና የሬዲዮ መሳሪያዎች ምንጭ ወደዚህ ቆጣሪ ጨምረዋል. ብዙውን ጊዜ, የዚህ ሥርዓት ሁሉም ንጥረ ነገሮች ጥምረት የሚከናወነው በኦፕቲካል ሲስተም - የብርሃን መመሪያን በመጠቀም ነው. በጽሁፉ ውስጥ ተጨማሪ የ scintillation ቆጣሪውን የአሠራር መርህ እንመለከታለን።

የስራ ባህሪያት

የሳንቲሌሽን ቆጣሪ መሣሪያ በጣም የተወሳሰበ ነው፣ስለዚህ ይህ ርዕስ የበለጠ ትኩረት ሊሰጠው ይገባል። የዚህ መሳሪያ አሠራር ዋናው ነገር የሚከተለው ነው።

የተሞላ ቅንጣቢ ወደ መሳሪያው ይገባል፣በዚህም ምክንያት ሁሉም ሞለኪውሎች ይደሰታሉ። እነዚህ ነገሮች ከተወሰነ ጊዜ በኋላ ይቀመጣሉ, እና በዚህ ሂደት ውስጥ ፎቶን የሚባሉትን ይለቀቃሉ. የብርሃን ብልጭታ እንዲከሰት ይህ አጠቃላይ ሂደት አስፈላጊ ነው. የተወሰኑ ፎቶኖች ወደ ፎቶካቶድ ያልፋሉ። ይህ ሂደት ለፎቶ ኤሌክትሮኖች ገጽታ አስፈላጊ ነው።

ፎቶ ኤሌክትሮኖች ያተኮሩ እና ይደርሳሉኦሪጅናል ኤሌክትሮድስ. ይህ ድርጊት የሚከሰተው PMT ተብሎ በሚጠራው ሥራ ምክንያት ነው. በሚቀጥለው እርምጃ የእነዚህ ተመሳሳይ ኤሌክትሮኖች ቁጥር ብዙ ጊዜ ይጨምራል, ይህም በኤሌክትሮን ልቀት አመቻችቷል. ውጤቱ ውጥረት ነው. በተጨማሪም, ፈጣን ተጽእኖውን ብቻ ይጨምራል. የ pulse ቆይታ እና በመውጫው ላይ ያለው ስፋት የሚወሰነው በባህሪያቱ ባህሪያት ነው።

ከፎስፈረስ ፈንታ ምን ጥቅም ላይ ይውላል?

በዚህ መሳሪያ ውስጥ እንደ ፎስፈረስ ያለ አካል ምትክ ተፈጠረ። በአጠቃላይ አምራቾች የሚከተሉትን ይጠቀማሉ፡

ኦርጋኒክ ዓይነት ክሪስታሎች፤
ፈሳሽ ሳይንቲለተሮች፣ እሱም እንዲሁ ኦርጋኒክ አይነት መሆን አለበት፤
ከፕላስቲክ የተሰሩ ድፍን scintilators፤
የጋዝ ሳይንቲለተሮች።

በፎስፈረስ መተካት ላይ ያለውን መረጃ ስንመለከት፣ አምራቾች በአብዛኛዎቹ ጉዳዮች ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮችን ብቻ እንደሚጠቀሙ ማየት ትችላለህ።

ዋና ባህሪ

ስለ scintillation ቆጣሪዎች ዋና ባህሪ ለመነጋገር ጊዜው አሁን ነው። በመጀመሪያ ደረጃ የብርሃን ውፅዓት፣ ጨረራ፣ ስፔክትራል ስብጥር እየተባለ የሚጠራውን እና የሳይንቲልሽን ቆይታውን ማወቅ ያስፈልጋል።

የተለያዩ ቻርጅ የሆኑ ቅንጣቶችን በሲንቲሌተር በኩል በማለፍ ሂደት ውስጥ የተወሰኑ የፎቶኖች ብዛት ይፈጠራሉ እነዚህም እዚህ ወይም ሌላ ሃይል ይይዛሉ። ከተመረቱት ፎቶኖች ውስጥ በጣም ትልቅ ክፍል በገንዳው ውስጥ ይዋጣል እና ይጠፋል። ከፎቶኖች ይልቅበመጠኑ የተቀነሰ ተፈጥሮን የሚወክሉ ሌሎች አይነት ቅንጣቶች ይፈጠራሉ። በዚህ ሁሉ ድርጊት ምክንያት ፎቶኖች ይታያሉ፣ ባህሪያቱም ለስንቱላተር ብቻ የሚገለጡ ናቸው።

የብርሃን ውፅዓት

በመቀጠል የ scintillation counter እና የስራውን መርህ አስቡበት። አሁን ለብርሃን ውፅዓት ትኩረት እንስጥ. ይህ ሂደት የመቀየር አይነት ቅልጥፍና ተብሎም ይጠራል። የብርሃን ውፅዓት በ scintillator ውስጥ ከጠፋው የኃይል መጠን ጋር የሚወጣው የኢነርጂ ሬሾ ተብሎ የሚጠራው ነው።

በዚህ ድርጊት አማካኝ የፎቶኖች ብዛት ወደ ውጭ ብቻ ይሄዳል። ይህ ደግሞ የፎቶኖች አማካይ ተፈጥሮ ሃይል ተብሎም ይጠራል. በመሳሪያው ውስጥ የሚገኙት እያንዳንዳቸው ቅንጣቶች ሞኖኢነርጅቲክስን አያመጡም, ነገር ግን ስፔክትረም እንደ ተከታታይ ባንድ ብቻ ነው. ደግሞም የዚህ አይነት ስራ ባህሪ የሆነው እሱ ነው።

በጣም አስፈላጊ ለሆነ ነገር ትኩረት መስጠት ያስፈልጋል ምክንያቱም ይህ የፎቶኖች ስፔክትረም በተናጥል እኛን የሚያውቀውን scintillator ስለሚተው ነው። ከPMT የእይታ ባህሪ ጋር እንዲገጣጠም ወይም ቢያንስ በከፊል መደራረቡ አስፈላጊ ነው። ይህ የተለያየ ባህሪ ያለው የሳይንቲሌተር አባሎች መደራረብ የሚወሰነው በአምራቾች በተስማማው ቅንጅት ብቻ ነው።

በዚህ ኮፊሸንት ውስጥ የውጪው አይነት ስፔክትረም ወይም የእኛ የፎቶኖች ስፔክትረም ወደዚህ መሳሪያ ውጫዊ አካባቢ ይገባል። ዛሬ እንደ "scintillation ቅልጥፍና" የሚባል ነገር አለ. ከ ጋር የመሳሪያው ንጽጽር ነውሌላ የPMT ውሂብ።

ይህ ጽንሰ-ሀሳብ በርካታ ገጽታዎችን ያጣምራል፡

ውጤታማነት በሴንቲሌተር በየመምጠጥ ሃይል የሚለቁትን የፎቶኖች ብዛት ግምት ውስጥ ያስገባል። ይህ አመልካች እንዲሁ መሳሪያውን ለፎቶኖች ያለውን ስሜት ግምት ውስጥ ያስገባል።
የዚህ ስራ ውጤታማነት እንደ አንድ ደንብ የሚገመገመው እንደ ስታንዳርድ ከሚወሰደው የሳይንቲሌተር ቅልጥፍና ጋር በማነፃፀር ነው።

የተለያዩ የቅናት ለውጦች

የ scintillation ቆጣሪ ኦፕሬሽን መርህ የሚከተለውን ያላነሰ አስፈላጊ ገጽታንም ያካትታል። Scintillation ለተወሰኑ ለውጦች ሊደረግ ይችላል. በልዩ ህግ መሰረት ይሰላሉ::

በውስጡ፣ I₀ የምንመለከተው ከፍተኛውን የ scintillation መጠን ያሳያል። እንደ አመልካች t_{0- እሱ ቋሚ እሴት ነው እና የሚጠራውን ጊዜ ያመለክታል። ይህ መበስበስ በተወሰነ (ሠ) ጊዜ ጥንካሬው በእሴቱ ላይ የሚቀንስበትን ጊዜ ያሳያል።}

እንዲሁም ፎቶን ለሚባሉት ብዛት ትኩረት መስጠት ያስፈልጋል። በሕጋችን n በሚለው ፊደል ይገለጻል።

በማሳያ ሂደት ውስጥ የሚለቀቁት የፎቶኖች አጠቃላይ ብዛት የት አለ። እነዚህ ፎቶኖች የሚለቀቁት በተወሰነ ጊዜ ነው እና በመሳሪያው ውስጥ የተመዘገቡ ናቸው።

የፎስፈረስ የስራ ሂደቶች

ከዚህ ቀደም እንደጻፍነው፣ የሳይንቲሌሽን ቆጣሪዎችእንደ ፎስፈረስ ባሉ ንጥረ ነገሮች ሥራ ላይ በመመስረት እርምጃ ይውሰዱ። በዚህ ኤለመንት ውስጥ, የ luminescence ተብሎ የሚጠራው ሂደት ይከናወናል. እና በተለያዩ ዓይነቶች ይከፈላል፡

የመጀመሪያው ዓይነት fluorescence ነው።
ሁለተኛው ዓይነት phosphorescence ነው።

እነዚህ ሁለት ዝርያዎች በጊዜ ውስጥ በዋነኛነት ይለያያሉ። ብልጭ ድርግም የሚባለው ነገር ከሌላ ሂደት ጋር በጥምረት ወይም በተወሰነ ጊዜ ውስጥ በ10-8 ሰከንድ ሲከሰት ይህ የመጀመሪያው አይነት ሂደት ነው። እንደ ሁለተኛው ዓይነት ፣ እዚህ ያለው የጊዜ ክፍተት ከቀዳሚው ዓይነት ትንሽ ረዘም ያለ ነው። ይህ የጊዜ ልዩነት የተፈጠረው ይህ ክፍተት እረፍት በሌለው ሁኔታ ውስጥ ካለው አቶም ህይወት ጋር ስለሚዛመድ ነው።

በአጠቃላይ፣ የመጀመሪያው ሂደት የሚቆይበት ጊዜ ሙሉ በሙሉ በዚህ ወይም በዚያ አቶም እረፍት ማጣት ጠቋሚ ላይ የተመካ አይደለም፣ ነገር ግን የዚህን ሂደት ውጤት በተመለከተ፣ በእሱ ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድረው የዚህ ንጥረ ነገር ተነሳሽነት ነው። በተጨማሪም የአንዳንድ ክሪስታሎች እረፍት ማጣት በሚከሰትበት ጊዜ መውጫ ተብሎ የሚጠራው መጠን ከፎቶ ኤክስቴንሽን ጋር ሲነፃፀር በተወሰነ ደረጃ ያነሰ መሆኑን ልብ ሊባል ይገባል ።

ፎስፈረስሴንስ ምንድን ነው?

የ scintillation ቆጣሪ ጥቅሞቹ የፎስፈረስሴንስ ሂደትን ያካትታሉ። በዚህ ፅንሰ-ሀሳብ ብዙ ሰዎች የሚገነዘቡት ብሩህነትን ብቻ ነው። ስለዚህ, በዚህ ሂደት ላይ በመመስረት እነዚህን ባህሪያት እንመለከታለን. ይህ ሂደት አንድ የተወሰነ ዓይነት ሥራ ከተጠናቀቀ በኋላ የሂደቱ ቀጣይ ተብሎ የሚጠራው ነው. ክሪስታል ፎስፎረስ ፎስፎረስሴንስ በኤሌክትሮኖች እና በመነሳሳት ወቅት የተፈጠሩትን ቀዳዳዎች እንደገና በማዋሃድ ይነሳል. በእርግጠኝነትፎስፎረስ እቃዎች ፣ ኤሌክትሮኖች እና ቀዳዳዎቻቸው ወጥመዶች በሚባሉት ውስጥ ስለሚወድቁ ሂደቱን ለማዘግየት ፈጽሞ የማይቻል ነው ። ከእነዚህ ወጥመዶች ውስጥ በራሳቸው ሊለቀቁ ይችላሉ, ነገር ግን ለዚህ እንደ ሌሎች ንጥረ ነገሮች, ተጨማሪ የኃይል አቅርቦት ማግኘት አለባቸው.

ከዚህ አንጻር የሂደቱ ቆይታ እንዲሁ በተወሰነ የሙቀት መጠን ላይ የተመሰረተ ነው። ሌሎች የኦርጋኒክ ተፈጥሮ ሞለኪውሎችም በሂደቱ ውስጥ የሚሳተፉ ከሆነ፣ የፎስፎረስሴንስ ሂደት የሚከሰተው በሜታስታብል ሁኔታ ውስጥ ከሆነ ብቻ ነው። እና እነዚህ ሞለኪውሎች ወደ መደበኛ ሁኔታ መሄድ አይችሉም. በዚህ አጋጣሚ ብቻ የዚህን ሂደት ፍጥነት እና የሙቀት መጠኑ ላይ ያለውን ጥገኝነት ማየት እንችላለን።

የቆጣሪዎች ባህሪያት

የ scintillation counter ጥቅሞች እና ጉዳቶች አሉት፣ በዚህ ክፍል ውስጥ እንመለከታለን። በመጀመሪያ የመሳሪያውን ጥቅሞች እንገልፃለን, ምክንያቱም በጣም ብዙ ናቸው.

ስፔሻሊስቶች በጣም ከፍተኛ የሆነ ጊዜያዊ ችሎታን ያደምቃሉ። በጊዜ ውስጥ, በዚህ መሳሪያ የሚለቀቀው አንድ የልብ ምት ከአስር ሰከንድ አይበልጥም. ነገር ግን ይህ የተወሰኑ መሳሪያዎች ጥቅም ላይ ከዋሉ ነው. ይህ ቆጣሪ ይህ አመልካች ከሌሎቹ አናሎግዎች በገለልተኛ ፈሳሽ ብዙ ጊዜ ያነሰ ነው። ይህ ለአጠቃቀሙ ትልቅ አስተዋፅዖ ያደርጋል፣ ምክንያቱም የመቁጠር ፍጥነቱ ብዙ ጊዜ ይጨምራል።

የእነዚህ አይነት ቆጣሪዎች ቀጣይ አወንታዊ ጥራት ትንሽ ዘግይቶ መነሳሳት አመላካች ነው። ነገር ግን እንዲህ ዓይነቱ ሂደት የሚከናወነው ቅንጣቶች የምዝገባ ጊዜ ካለፉ በኋላ ብቻ ነው. ያው ነው።የዚህ አይነት መሳሪያ የልብ ምት ጊዜን በቀጥታ እንዲቆጥቡ ያስችልዎታል።

እንዲሁም የሳይንቲሌሽን ቆጣሪዎች የነርቭ ሴሎችን እና ጨረራዎቻቸውን የሚያካትቱት የተወሰኑ ቅንጣቶች በጣም ከፍተኛ የሆነ ምዝገባ አላቸው። የምዝገባ ደረጃን ለመጨመር እነዚህ ቅንጣቶች ጠቋሚዎች ከሚባሉት ጋር ምላሽ መስጠቱ በጣም አስፈላጊ ነው.

የመሳሪያዎች ምርት

የሳንቲሌሽን ቆጣሪ ማን ፈጠረው? ይህ የተደረገው በጀርመናዊው የፊዚክስ ሊቅ ካልማን ሃርትሙት ፖል በ1947 ሲሆን በ1948 ሳይንቲስቱ የኒውትሮን ራዲዮግራፊን ፈለሰፈ። የ scintillation ቆጣሪ አሠራር መርህ በተመጣጣኝ ትልቅ መጠን እንዲፈጠር ያስችለዋል. ይህ የአልትራቫዮሌት ጨረሮችን የሚያጠቃልለውን ሄርሜቲክ ትንታኔ የሚባለውን ይልቁንም ትልቅ የኢነርጂ ፍሰትን ማካሄድ ስለሚቻል አስተዋፅኦ ያደርጋል።

በመሳሪያው ውስጥ የተወሰኑ ንጥረ ነገሮችን ማስተዋወቅም ይቻላል ኒውትሮኖች ከነሱ ጋር ጥሩ መስተጋብር መፍጠር ይችላሉ። የትኛው፣ እርግጥ ነው፣ የዚህን ተፈጥሮ ቆጣሪ በማምረት እና ወደፊት ጥቅም ላይ በማዋል ረገድ ፈጣን አወንታዊ ባህሪዎች አሉት።

የዲዛይን አይነት

የ scintillation ቆጣሪው ቅንጣቶች ከፍተኛ ጥራት ያለው አፈፃፀሙን ያረጋግጣሉ። ሸማቾች ለመሳሪያው አሠራር የሚከተሉት መስፈርቶች አሏቸው፡

በተባለው ፎቶካቶድ ላይ የብርሃን መሰብሰብ ምርጡ አመላካች ነው፤
በዚህ ፎቶካቶድ ላይ ለየት ያለ ወጥ የሆነ የብርሃን ስርጭት አይነት አለ፤
በመሣሪያው ውስጥ ያሉ አላስፈላጊ ቅንጣቶች ጨልመዋል፤
መግነጢሳዊ መስኮች በአጠቃላይ ድምጸ ተያያዥ ሞደም ሂደት ላይ ምንም ተጽእኖ የላቸውም፤
ተመጣጣኝ ኢንበዚህ ሁኔታ የተረጋጋ ነው።

የጉዳቶቹ ስክንትሌሽን ቆጣሪ በጣም አነስተኛ ነው። ሥራ በሚሠራበት ጊዜ የምልክት ዓይነቶች መጠን ከሌሎቹ የ amplitudes ዓይነቶች ጋር የሚዛመድ መሆኑን ማረጋገጥ አስፈላጊ ነው ።

ቆጣሪ ማሸጊያ

የሳንቲሌሽን ቆጣሪው ብዙ ጊዜ በብረት እቃ መያዣ ውስጥ በአንድ በኩል መስታወት ይዘጋል። በተጨማሪም የልዩ ቁሳቁስ ሽፋን በእቃ መያዣው እራሱ እና በሳይንቲሌተር መካከል ይቀመጣል, ይህም አልትራቫዮሌት ጨረሮችን እና ሙቀትን ወደ ውስጥ እንዳይገባ ይከላከላል. የፕላስቲክ scintilators በታሸገ ኮንቴይነሮች ውስጥ ማሸግ አያስፈልጋቸውም, ነገር ግን, ሁሉም ጠንካራ scintilators አንድ ጫፍ ላይ መውጫ መስኮት ሊኖራቸው ይገባል. ለዚህ መሳሪያ ማሸጊያ ትኩረት መስጠት በጣም አስፈላጊ ነው።