Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Лекция 11 Регистрация ядерных излучений
Содержание
- 1. Лекция 11 Регистрация ядерных излучений
- 2. Регистрация заряженных частиц
- 3. Основные виды детекторов. 1. Счётчик
- 4. Сцинтилляционные счетчикиСцинтилляционный счетчик представляет сочетание фосфора, в
- 5. - универсальность, - малое разрешающее
- 6. Процесс образования световых вспышек при
- 7. Вещества, в которых под действием
- 8. Значительно позже световые вспышки от
- 9. Сцинтилляционные детекторы Предусилитель,Согласующиеустройства и т.д.СцинтилляторСветопроводФотокатод ФЭУАнод ФЭУ
- 10. Световые кванты, образованные в сцинтилляторе и падающие
- 11. В результате число электронов от
- 12. Механизм регистрации гамма-квантовФотоэлектрическое взаимодействиеПроцесс детектирования
- 13. Сцинтилляционные счетчики
- 14. Основные характеристики сцинтилляторов 1.Конверсионная эффективность-
- 15. Конверсионная эффективность зависит от типа и
- 16. 2. Технический световой выход (техническая эффективность)- отношение
- 17. Так как световая вспышка сцинтиллятора
- 18. 3. Время высвечивания или длительность
- 19. Основные виды и типы сцинтилляторов Жидкие
- 20. Лучшие активаторы это p-терфенил, фенилоксазолы ,
- 21. Неорганические кристаллические сцинтилляторы Лучшими среди
- 22. Световой выход монокристаллов NaI(Tl) достигает
- 23. Монокристаллы CsI(Tl) обладают меньшей сцинтилляционной
- 24. сульфиды цинка ZnS(Ag), ZnS(Cu)
- 25. Органические кристаллические сцинтилляторы Органические кристаллические детекторы,
- 26. К основным достоинствам этих детекторов относятся: короткое
- 27. Органические монокристаллы используют в основном для спектрометрии
- 28. У сцинтилляционных счетчиков имеется ряд преимуществ перед
- 29. Кроме того, ФЭУ обеспечивают такое усиление первичного
- 30. Скачать презентанцию
Регистрация заряженных частиц основана на явлении ионизации или возбуждении атомов, которое они вызывают в веществе детектора. Незаряженные частицы (
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2 Регистрация заряженных частиц основана на явлении
ионизации или возбуждении атомов, которое они вызывают в веществе детектора.
Незаряженные частицы ( гамма-кванты, нейтроны, нейтрино) детектируются по вторичным заряженным частицам, возникающим в результате их взаимодействия с веществом детектора.
Слайд 3Основные виды детекторов.
1. Счётчик Гейгера.
2.
Пропорциональный счетчик.
3. Ионизационная камера.
4. Полупроводниковый
детектор. 5. Камера Вильсона.
6. Пузырьковая камера.
.
7. Сцинтилляционный детектор
8. Ядерные эмульсии.
9. Искровая камера.
10. Пропорциональная камера
11. Дрейфовая камера
12. Калориметры.
13. Черенковский счётчик.
Слайд 4Сцинтилляционные счетчики
Сцинтилляционный счетчик представляет сочетание фосфора, в котором под воздействием
ядерного излучения возникают сцинтилляции, и фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), который эти
сцинтилляции регистрирует и преобразует в электрические импульсы.К основным преимуществам сцинтилляционного счетчика по сравнению с другими детекторами ионизирующих излучений относятся:
Слайд 5
- универсальность,
- малое разрешающее время ( время
высвечивания);
- высокая эффективность регистрации, особенно -излучения,
-
способность отличать и регистрировать излучения различных типов, а также измерять энергию частиц и -квантов.
Слайд 6 Процесс образования световых вспышек при поглощении энергии веществом
известно как явление люминесценции.
Причинами, вызывающими люминесценцию, могут быть
заряженные частицы, а также свет, нагревание, механическое напряжение, химическая реакция.Процесс люминесценции в веществах, вызванный потерями энергии заряженных частиц представляет собой электромагнитное излучение в виде световых вспышек, которые называют сцинтилляциями.
Слайд 7 Вещества, в которых под действием заряженных частиц или
излучений возникают фотоны видимой, или ультрафиолетовой части спектра излучения называют
сцинтилляторамиПервый сцинтилляционный детектор, названный спинтарископом, представлял собой экран, покрытый слоем ZnS. Вспышки, возникавшие при попадании в него заряженных частиц, фиксировались с помощью микроскопа.
Слайд 8 Значительно позже световые вспышки от сцинтиллятора стали регистрировать
фотоэлектронными умножителями (ФЭУ), которые преобразуют световую вспышку света в импульс
электричес-кого тока и усиливает его в 106 раз и более. Получаемый на выходе ФЭУ электрический сигнал подается на вторичные электронные устройства для его обработки.
Слайд 9Сцинтилляционные детекторы
Предусилитель,
Согласующие
устройства
и т.д.
Сцинтиллятор
Светопровод
Фотокатод ФЭУ
Анод ФЭУ
Слайд 10Световые кванты, образованные в сцинтилляторе и падающие на фотокатод, вызывают
фотоэффект. Возникшие при этом фотоэлектроны попадают в электрическое поле, ускоряются
и фокусируются на первом диноде. При ударах электронов о первый динод происходит вторичная эмиссия. Электроны, выбитые из первого динода, ускоряются в следующем межэлектродном промежутке и, попадая на второй динод, вызывают в свою очередь вторичную эмиссию со второго и т.д.
Слайд 11 В результате число электронов от динода к диноду
лавинообразно нарастает. Электроны с последнего динода собираются на аноде фотоумножителя,
при этом на анод приходит в раз больше электронов, чем вылетело с фотокатода. Возникает электрический импульс, который и регистрируется.
Слайд 14 Основные характеристики сцинтилляторов
1.Конверсионная эффективность- величина, характеризующая способность
сцинтиллятора к преобразованию энергии заряженной частицы в световую энергию
КЭ
равна отношению энергии световой вспышки , к энергии , потерянной заряженной частицей в сцинтилляторе:
Слайд 15 Конверсионная эффективность зависит от типа и качества сцинтиллятора и
лежит в диапазоне от долей процента до нескольких десятков процентов.
НО!
Высокая конверсионная эффективность - еще не все. Чтобы зарегистрировать световую вспышку, необходимо, чтобы световые фотоны вышли за пределы сцинтиллятора и попали на фотокатод.
Слайд 162. Технический световой выход (техническая эффективность)- отношение энергии сцинтилляций, выходящих
из сцинтиллятора, к энергии потерянной частицей в сцинтилляторе.
Световой выход зависит от:прозрачности сцинтиллятора к собственному излучению
толщины слоя сцинтиллятора,
количества примесей, уменьшающих его прозрачность,
состояния поверхности и пр.
Слайд 17 Так как световая вспышка сцинтиллятора регистрируется при помощи
фотоэлектронного умножителя, область спектральной чувствительности которого лежит в диапазоне длин
волн видимого света и ультрафиолета, то спектр частот, излучаемых сцинтиллятором, должен хорошо укладываться в чувствительной области ФЭУ.
Слайд 18 3. Время высвечивания или длительность сцинтилляции – временем
от начала высвечивания до момента, когда было испущено 90% фотонов
сцинтилляции или постоянная высвечивания - интервал времени, в течение которого интенсивность световой вспышки падает в е раз.Это важнейшая характеристика сцинтиллятора: чем меньше время, тем лучше.
Слайд 19Основные виды и типы сцинтилляторов
Жидкие сцинтилляторы.
Представляют
собой растворы сцинтилляционных веществ в органических растворителях.
Простейшие
жидкие сцинтилляторы – двухкомпонентные, состоящие из растворителя и активатора. В жидких сцинтилляционных счетчиках в качестве растворителя наибольшее распространение получил толуол, ксилол, бензол и др. 
Слайд 20 Лучшие активаторы это p-терфенил, фенилоксазолы , фенилоксадиазолы и др.
Световой выход лучших жидких сцинтилляторов в 3-4 раза
меньше, чем у твердых неорганических сцинтилляторов, а время высвечивания на 2-3 порядка больше и составляет несколько наносекунд. Световыход жидких сцинтилляторов на основе толуола и ксилола равен 50-80% от выхода антрацена. 
Слайд 21 Неорганические кристаллические сцинтилляторы
Лучшими среди неорганических сцинтилляторов являются
монокристаллы – галогениды щелочных металлов: йодистый натрий NaI(Tl), и цезий
CsI(Tl), активированные таллием, а также йодистый литий LiI(Eu) и фторид кальция CaF2(Eu), активированные европием.
Слайд 22 Световой выход монокристаллов NaI(Tl) достигает 8-8,5%.
Высокая прозрачность кристаллов йодистого натрия и технология изготовления позволяют делать
кристаллы большого объема. Существенным недостатком кристаллов NaI(Tl) – является их гигроскопичность. Сцинтилляционные счетчики с кристаллами NaI(Tl) чаще всего применяют для регистрации гамма- или рентгеновского излучения
Слайд 23 Монокристаллы CsI(Tl) обладают меньшей сцинтилляционной эффективностью, чем кристаллы
NaI(Tl).
Кристаллы влагоустойчивы и могут использоваться без контейнера в
виде цилиндрических блоков. В отличие от NaI(Tl) кристаллы CsI(Tl) могут использоваться для регистрации не только фотонного излучения, но и α-, β-излучения.
Слайд 24 сульфиды цинка ZnS(Ag),
ZnS(Cu) и сернистый кадмий,
активированный серебром CdS(Ag).
Детекторы на основе ZnS(Ag) имеют
самый высокий световой выход при возбуждении α-излучением и низкий при возбуждении β- и γ-излучением(из-за малой толщины слоя). Поэтому кристаллы ZnS(Ag) применяют при изготовлении промышленных блоков детектирования α-излучения до 300-400 см2, позволяющие проводить измерения при сопутствующем β- и γ-излучения. 
Слайд 25Органические кристаллические сцинтилляторы
Органические кристаллические детекторы, как правило,
не содержат активатора и являются монокристаллами, в состав которых входят
сопряженные двойные соединения, т.е. бензольные кольца или их комбинации с другими соединениями.
Слайд 26К основным достоинствам этих детекторов относятся:
короткое время высвечивания менее
10 нс,
относительно высокая плотность вещества в чувствительном объеме детектора;
высокий
световой выход; малая зависимость коэффициента преобразования поглощенной энергии от внешних условий;
возможность создания детекторов большого объема площадью более 1 м2 и толщиной более 10 см.
Слайд 27Органические монокристаллы используют в основном для спектрометрии и избирательной радиометрии
β- и нейтронного излучения.
Из выпускаемых промышленностью органических кристаллических сцинтилляторов
наилучшими параметрами обладают монокристаллы антрацена, стильбена, нафталина и толана. 
Слайд 28У сцинтилляционных счетчиков имеется ряд преимуществ перед другими детекторами частиц.
Твердые и жидкие сцинтилляционные материалы в тысячи раз плотнее газов,
используемых в ионизационных счетчиках. Соответственно этому значительно возрастают потери энергии ионизующей частицей на единицу длины и сигнал.
Слайд 29Кроме того, ФЭУ обеспечивают такое усиление первичного сигнала, которого не
достичь с помощью электронных схем. К тому же длительность сигнала
на выходе сцинтилляционного счетчика может составлять всего лишь 10–9 с, тогда как от ионизационной камеры удается в лучшем случае получить сигнал длительностью примерно 10–7 с.
