Сцинтилляция и сцинтилляционные счетчики

1.

Сцинтилляция и
Сцинтилляционны
е счетчики
Бабаров Максим 9в

2.

Что такое Сцинтилляция и кто её изучил?
Сцинтилляция - это люминесценция(произвольное
свечение вещества после поглощения энергии и
последующем возбуждении вещества) малой
продолжительности, что возникает в процессе
реагирования среды-сцинтиллятора(вещества,
излучающие свет при поглощении излучения) с
ионизирующим излучением( Альфа-излучение, гаммакванты и быстрые электроны). Данный метод
применяется для обнаружения излучения и частиц.
Метод был выявлен Уильямом Круксом при изучении
сульфата цинка, облученного альфа-частицами.

3.

Принцип работы сцинтилляции
Когда среда-сцинтиллятор взаимодействует с заряженной частицей, она переходит в
возбужденное состояние, и при окончании этого состояния среда испускает фотоны,
которые можно зарегистрировать. Конкретные параметры зависят от среды и
частицы, например α-частицы будут давать больше фотонов, а значит и более сильное
свечение, по окончанию эффекта возбуждения у среды, чем γ-кванты или электроны.
На основе метода сцинтилляции были поставлены опыты Резерфорда о строении ядра
атома.

4.

Неорганические сцинтилляторы
Неорганические сцинтилляторы(могут представлять из себя газы, кристаллы и
прочее) - данные сцинтилляторы используются в основе для регистрации гаммаизлучения, так как органические плохо его регистрируют. Чаще всего в качестве
Неорганики используют Монокристаллы Иодида натрия( NaI), с активацией при
помощи Таллия( NaI(Tl) ). Также могут применять монокристаллы Фторида цезия CsF,
но они менее эффективны по световому выходу(около 5% от NaI)

5.

Органические сцинтилляторы
В органических молекулах сцинтилляция вызывается электронными переходами в
π-орбиталях атомов углерода. Большинство органических веществ в твёрдом
состоянии образуют молекулярные кристаллы, в которых молекулы слабо связаны
силами Ван-Дер-Ваальса (силы межмолекулярного взаимодействия с силой 10-20
кДж/моль). К примеру, мы можем взять из внешнего электронного слоя углерода - 2s²,
один электрон и переставить его в 2p, тем самым атом углерода переходит в
возбужденное состояние, отчего и может начаться реакция. Данное явления
возбуждения π-электронных систем можно объяснить при помощи модели Платто,
состоящей из нескольких бензольных колец, в котором каждый атом углерода
принадлежит не более чем 2 кольцам.

6.

формулы
Ароматическое кольцо можно представить как
окружностью длиной l. Волновая функция электронной
орбитали должна удовлетворять условию плоского
ротатора: ψ(x) = ψ(x+1), ψ - греческая буква “Пси”
где x — координата вдоль окружности.
q — орбитальное квантовое число электронов в
молекуле или число узлов волновой функции;
m₀ — масса электрона
h — редуцированная постоянная Планка.

7.

Сцинтилляционный счётчик и принцип его
работы
В таких счетчиках свет, излученный
при сцинтилляции собирается на
фотоприемнике (как правило фотокатод от ФЭУ фотоэлектронного умножителя),
после чего преобразуется в импульс
тока, который усиливается и под
конец регистрируется той или иной
регистрирующей системой. Может
регистрировать как отдельные
частицы, так и “электроннофотонные и электронно-ядерные
ливни”