СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ СПЕКТРОМЕТР
прибор
для измерения характеристик ядерных излучений и элементарных частиц (интенсивности
излучения, энергии частиц, времени жизни нестабильных ядер и частиц),
основным элементом к-рого является сцинтилляционный счётчик. Возможность
измерения энергии С. с. связана с зависимостью интенсивности свечения (светового
выхода) сцинтиллятора от энергии, потерянной в нём частицей. Для
сильно ионизующих частиц (or-частиц, осколков деления ядер) и частиц
малых энергий (Е=< 1 Мэв) наилучшими спектрометрич. характеристиками
обладает кристалл NaI, активированный Tl [Nal(Tl)], к-рый имеет
линейную зависимость светового выхода от энергии частицы для электронов
с энергией у 1 кэв и для протонов с энергией у 50,4
Мэв, а также инертные газы.
Табл. 1. - Характеристики некоторых
твёрдых и жидких сцинтилляторов, применяемых в сц и нтилляц ионных счётчиках
|
Вещество
|
Плотность
г/см3 |
Время высвечивания,
т, 10-9 сек |
Длина волны
в максимуме спектра, А |
Конверсионная
эффективность Г|, % (для электронов) |
||
|
Кристаллы
Антрацен С |
1,25
|
30
|
4450
|
4
|
||
|
Стильбен
C |
1,16
|
6
|
4100
|
3
|
||
|
NaI (Tl)
|
3,67
|
250
|
4100
|
6
|
||
|
ZnS (Ag)
|
4,09
|
11
|
4500
|
10
|
||
|
CsI (Tl)
|
4,5
|
700
|
5600
|
2
|
||
|
Жидкости
Раствор р-терфенила в ксилоле (5
|
0,86
|
2
|
3500
|
2
|
||
|
Раствор
р-терфенила в толуоле (4 г/л) с добавлением РОРОР (0,1г/л) |
0,86
|
2,7
|
4300
|
2,5
|
||
|
Пластики
Полистирол с добавлением р-терфенила
весовых %) |
1,06
|
1,1
|
4000
|
1,6
|
||
|
Поливинилтолуол
с добавлением 3,4% р-терфенила и 0,1 весовых % РОРОР |
1,1
|
3
|
4300
|
2
|
||
Для исследования у-квантов и электронов
высоких энергий Nal(Tl) в качестве сцинтиллятора также является наиболее
подходящим, т. к. он обладает высокими плотностью (3,67 г/см3)
и
эффективным атомным номером. Высокий световой выход и хорошая прозрачность
позволяют получить в С. с. хорошую разрешающую способность по энергии.
При толщине кристалла 50 см разрешающая способность
даётся формулой
Для электронов и Y-квантов с энергией
достигает 1 %.
В физике высоких энергий для измерения
энергии налетающей частицы Е10-100 Гэв иногда используются
гигантские секционированные С. с. по лного поглощения, в которых масса
сцинтиллятора достигает десятков и сотен тонн. Измерение полной выделенной
энергии в ядерном каскаде позволяет определить энергию налетающей частицы
с точностью, достигающей ±10%.
Благодаря высокой эффективности регистрации
различных частиц и излучений, а также быстродействию, С. с. нашёл широкое
применение в ядерной спектроскопии и спектроскопии частиц высоких
энергий. В области малых энергий ( 1 Мэв) С. с. уступают в энергетич.
разрешении пропорциональным счётчикам и полупроводниковым детекторам.
Лит. см. при ст. Сцинтилляционный
счётчик. В. С. Кафтанов.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я