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.
15 mars 1955
173
speciell krets, en diskriminator, mellan
förstärkare och scaler eller pulsfrekvensmätare kan man
åstadkomma att endast impulser överstigande en
viss höjd registreras.
På detta sätt får man genom att variera
tröskelnivån en analys av strålningskällans
energispektrum. Man erhåller i första hand en kurva över
impulsantalet per min vid olika
diskriminator-spänningar. Derivering av denna kurva ger sedan
strålningens energispektrum b (fig. 6). Vid
intensitetsmätningar tjänar diskriminatorn till att
skilja bort de icke önskvärda
mörkströmsimpul-serna.
Ett bekvämare sätt att bestämma ett spektrums
utseende möjliggörs av en utveckling av den
enkla diskriminatorn, differentialdiskriminatorn.
Denna mäter det antal impulser, vilkas höjd
faller i ett visst litet spänningsintervall. Genom
att låta denna kanals läge följa spänningsskalàn
kan man erhålla spektralfördelningen. En
ytterligare utveckling är flerkanals impulsanalysatorn
("kicksorter"), vilken samtidigt registrerar
antalet impulser i olika impulshöjdsintervall.
Speciella instrument
Fotografiska metoder har också utvecklats.
Impulsfördelningen kan avbildas på en oscillograf. Genom
fotografering av oscillografskärmen (fig. 7) och fotometrering av
filmen kan spektrum bestämmas7. Vid ett mera raffinerat
förfarande sätts en gråkil framför oscillografskärmen vid
exponeringen8. Under förutsättning att impulserna formats
på visst sätt erhålles direkt en fotografisk bild av spektret.
För att tillgodose mätuppgifter av mera speciell natur
har ett stort antal förfaranden utvecklats vid arbete med
scintillationsdetektorn. För mätning av låga aktiviteter är
det t.ex. av stor betydelse att fotomultiplikatorns
mörkström nedbringas. Detta kan ske genom kylning av
foto-multiplikatorn, varvid den termiska elektronutsändningen
från fotokatoden minskar.
Ett annat, ofta bekvämare sätt är anbringande av två
fotomultiplikatorer intill samma kristall. Genom att endast
de impulser, som uppträder samtidigt i båda rören
registreras, tas större delen av de slumpmässigt uppträdande
mörk-strömsimpulserna bort. Denna teknik benämnes
koincidens-räkning. De mörkströmsimpulser i de båda rören, vilkas
tidsskillnad är mindre än koincidenskretsens
upplösningsförmåga, räknas naturligtvis fortfarande. Av detta skäl är
det önskvärt att göra upplösningstiden så kort som
möjligt. Helst skall kretsen vara så snabb, att den använda
scintillatorns lyskonstant bestämmer upplösningsförmågan.
I apparater av detta slag används snabba organiska
scin-tillatorer. Åtskilliga sådana kretsar har konstruerats. En
av Fischer & Marshall0 angiven krets har en
upplösningsförmåga av mindre än 3 • 10~10 s. Dessa kretsar har vidare
möjliggjort vetenskapliga arbeten av stor betydelse, t.ex.
bestämning av korta halveringstider och klarläggande av
sönderfallsscheman för åtskilliga radioaktiva isotoper.
Användning
En sammanställning4 av scintillationsdetektorns
egenskaper, ger uppfattning om dess skiftande
användningsmöjligheter. Den kan användas för
detektering och energimätning av joniserande
partiklar (elektroner, mesoner, deutroner,
a-partiklar, tunga joner) med en verkningsgrad av
100 % under lämpliga betingelser;
detektering och spektroskopering av /-strålning
och röntgenstrålning med mycket högre
verkningsgrader än gasräknarna på grund av den
stora absorptionsförmågan hos scintillatorn
jämfört med absorptionen i gasräknarens fyllning
och väggar; en scintillationsdetektor med en 2,5
cm tjock NaJ-kristall har t.ex. en
absorptions-verkningsgrad av ungefär 40 % för /-strålningen
från kobolt 60 (energi 1,2 och 1,3 MeV), medan
GM-röret har en verkningsgrad av kanske 1 %;
detektering och energimätning av snabba
neutroner genom utnyttjande av scintillationerna
från rekylprotoner i en organisk scintillator;
detektering av termiska neutroner genom
utnyttjande av scintillationer härrörande från
kärnreaktioner i scintillatorn;
mätning av halveringstider eller av
tidsintervall mellan samhörande händelser av
storleksordningen 10"9 s, en upplösning 1 000 gånger
bättre än den med gas räknare uppnåeliga;
spektroskopering av strålning från mycket
kort-livade isotoper;
räkning av strålningsintensiteter av
storleksordningen 106 impulser per sekund.
Scintillationsdetektorns mera väsentliga
nackdelar är:
den har jämförd med GM-röret och andra
gasräknare hög nolleffekt;
svårigheten att mäta lågenergetisk strålning på
grund av fotomultiplikatorns mörkström;
dess relativt dåliga energiupplösningsförmåga;
icke-lineäriteten i energiberoendet för starkt
joniserande strålning, speciellt hos organiska
scintillatorer.
Tekniska tillämpningar
Särskilt scintillationsdetektorns höga känslighet
för y- och röntgenstrålning ligger till grund för
hittillsvarande tillämpningar. Den medger i
åtskilliga fall en minskning av erforderliga
preparatstyrkor till en tiondel av den som används vid
andra metoder. Dessa har medfört dels helt nya
tillämpningar, dels möjliggjort undersökningar
Fig. 7. Spektrum för 10tlr upptaget med oscillograf.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
