Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 9. 1 mars 1955 - Scintillationsdetektorn, av Knut Ljunggren
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
170
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 2.
Absorptionskoeffi-cienter för jod i
natrium-jodid.
Scintillatorer
Som scintillatorer används såväl oorganiska
som organiska ämnen. De förra utgörs av
kristaller, aktiverade med små mängder av ett lämpligt
ämne. Viktigare grupper är alkalihalogenider,
sulfider och volframat. Aktivatorn utgörs av t.ex.
tallium (i halogeniderna), koppar eller silver
(tabell 1).
I det perfekta kristallgittret utgörs
valenselektronernas energinivåer av en serie tillåtna band,
åtskilda av förbjudna. I normalt tillstånd är de
lägre energibanden fyllda, medan de högre är
tomma. Elektroner kan genom energitillskott
från infallande partiklar lyftas upp från det
högsta fyllda bandet till det närmaste tomma.
Dessa elektroner samt de uppstående positiva
hålen i det fyllda bandet ger upphov till
fotoledningsförmågan.
Detta gäller för ett perfekt kristallgitter. I
realiteten är kristallgittren defekta, varigenom lokala
excitationsnivåer finns i det förbjudna bandet.
Tillsats av aktiverande ämnen bidrar kraftigt till
uppkomsten av defektställen. En elektron, som
rör sig i ledningsbandet, kan genom termisk
energiförlust falla ned till en nivå vid en defekt,
varifrån den återgår till grundtillståndet under
fotonutsändning. Detta benämnes fluorescens.
Vid fosforescens är den direkta återgången till
grundtillståndet förbjuden, och elektronen måste
genom termiskt energitillskott lyftas upp till en
nivå, från vilken återgången till grundnivån är
tillåten. Ljusutsändningens tidsfördröjning blir i
det senare fallet betydligt större, vilket gör det
svårt för detektorn att särskilja tätt på varandra
följande partiklar. Fosforescens är därför en icke
önskvärd egenskap hos en scintillator.
I ett organiskt ämne är luminescensen en typisk,
molekylär egenskap, som bibehålles även i andra
tillstånd än det kristallina1. Exempel på
organiska scintillatorer är antracen, stilben, lösningar
(terfenyl i xylen) samt plaster (tabell 1).
Ljusutsändningen vid fluorescens lyder approximativt
lagen
l = Ue~tlx
där I är intensiteten vid tiden t efter den maximala
intensiteten /0. Lyskonstanten r ligger mellan 10"s och 10~9 s.
Den är minst för organiska ämnen.
De krav, som ställs på en god scintillator, är:
den absorberade strålningsenergin skall vara så
stor som möjligt vilket för /-strålning innebär
att scintillatorn bör innehålla tunga atomer samt
ha stor täthet;
verkningsgraden, dvs. förhållandet mellan
utsänd ljusenergi och infallande strålningsenergi,
skall vara så stor som möjligt;
lyskonstanten r skall vara så liten som möjligt;
scintillatorns transparens för det utsända ljuset
skall vara så hög som möjligt.
Dessutom bör, som tidigare framhållits,
scintillatorns emissionsspektrum överensstämma med
fotomultiplikatorns känsliga område.
Oladdad strålning — röntgen- och /-strålning
samt neutroner — joniserar ej direkt. Dess energi
kan emellertid överföras till laddade partiklar
Tabell 1. Egenskaper hos scintillatorer’
Material Emissions- Absorptions- Relativt Lyskonstant Täthet Anmärkning
spektrum Å spektrum Å ljusutbyte ’ x 10~8 g/cm3
börjar vid
Antracen 4400 4050 1,0 3,0 1,25 Svårt att framställa goda kristaller.
Stilben 4080 4200 färglös 0,6 0,8 1,16 Lätt att framställa goda kristaller.
NaJ (TI) 4100 färglös 2,0 25 3,67 Utmärkta kristaller lätta att framställa; hygroskopisk.
CdW04 5200 gul börjar vid 4500 2,0 lång 7,90 Lätt att framställa små goda kristaller.
ZnS (Ag) blå — 2,0 1 000 ej exponentiellt 4,10 Endast pulver eller små kristaller.
Terfenyl i xylen 3400—3700 — 0,5 0,3 — Obegränsad volym.
(vätska)
Terfenyl i poly- 3600 — ca 0,5 ca 0,5 — Mycket stora scintillatorer lätta att
styren (plast)
framställa.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
