Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абрамов А.И. -> "Основы экспериментальных методов ядерной физики" -> 97

Основы экспериментальных методов ядерной физики - Абрамов А.И.

Абрамов А.И. , Казанский Ю.А., Матусевич Е.С. Основы экспериментальных методов ядерной физики — М.: Атомиздат , 1977. — 528 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviexperementalnihmetodovyader1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 91 92 93 94 95 96 < 97 > 98 99 100 101 102 103 .. 232 >> Следующая


220 мов нейтроны эффективно замедляются до низких энергий, где их вероятность поглощения в В и Cd велика. При захвате в В образуется а-частица, в Cd возбужденное ядро испускает одновременно несколько у-квантов с суммарной энергией около 7 Мэв.

Простейшие жидкие сцинтилляторы состоят из растворителя (толуол, ксилол) и активатора (n-терфенил, 2,5-дифенилоксазол и т. д.) с концентрацией 2,5^-10 г/л. Активатор жидкого сцинтилля-тора должен иметь хорошие сцинтилляционные свойства, а растворитель не должен ими обладать. Активатор и растворитель должны быть так подобраны, чтобы первый возбужденный уровень растворителя был выше первого уровня активатора. Тогда есть возможность передачи энергии возбуждения от молекул растворителя молекулам активатора. После прохождения заряженной частицы в основном будут возбуждены молекулы растворителя, поскольку их концентрация в растворе значительно больше. В результате радиационных или нерадиационных процессов энергия возбуждения будет распространяться по сцинтиллятору и передаваться молекулам активатора, которые с определенной вероятностью в результате радиационных переходов будут испускать фотоны.

Поскольку спектр испускания активатора не совпадает со спектром поглощения растворителя, а концентрация активатора мала, то раствор оказывается прозрачным для спектра испускания активатора. Процесс передачи энергии возбуждения молекулам активатора несколько замедляет процесс высвечивания фотонов по сравнению со временем жизни молекул активатора в возбужденном состоянии.

Концентрация активатора в растворителе имеет оптимальные значения. И это понятно, так как при очень малых концентрациях мала вероятность возбуждения молекул активатора по сравнению с вероятностью поглощения возбуждений в центрах тушения. Увеличение концентрации активатора сначала ведет к росту световыхода, затем световыход, пройдя через максимум, начинает уменьшаться, что связано с ростом вероятности поглощения фотонов люминесценции вновь молекулами активатора. Такое повторное поглощение увеличивает вероятность тушения, поскольку молекулы активатора из возбужденного состояния могут перейти в основное и нерадиационным путем.

Спектры испускания органических сцинтилляторов имеют максимум в области длин волн 4000—3500 А. Для того чтобы спектр испускания сцинтилляторов лучше соответствовал спектральной чувствительности фотоумножителя, часто добавляют небольшие количества (0,01—0,5 г/л) сместителей спектра. Сместитель спектра эффективен в том случае, если он обладает высокой конверсионной эффективностью при фотовозбуждении и если его спектр испускания лучше совпадает со спектром поглощения фотокатода ФЭУ. Другими словами, сместитель имеет смысл применять тогда, когда

J Ф (?.)с С (X)c 7 (>ь) dk

\ Ф (K)^y(K) dX > '

221 где Ф (X)c и Ф (л)а — спектры фотонов люминесценции сместителя и активатора соответственно; С (X)c — конверсионная эффективность сместителя при фотовозбуждении фотонами спектра люминесценции активатора; у (X) — спектральная чувствительность фотокатода (см. с. 224). Записанное условие применения сместителя справедливо для жидких сцинтилляторов малых объемов. В сцинтилляторах больших объемов применение сместителя спектра целесообразно, если приведенное отношение ~ 1, поскольку введение сместителя уменьшает поглощение фотонов люминесценции активатором и растворителем.

Свойства некоторых жидких сцинтилляторов приведены в табл. 7.2. В последнем столбце дано отношение конверсионной эффективности к времени высвечивания быстрой компоненты (это отношение принято равным единице для антрацена). Такое отношение важно при использовании сцинтилляторов для измерения распределений событий во времени. Жидкие сцинтилляторы в этом смысле являются наилучшими.

Пластические сцинтилляторы. Это твердые растворы некоторых органических сцинтилляторов в полистироле и поливинилтолуоле. Пластические сцинтилляторы обладают хорошими оптическими свойствами, могут применяться в широком интервале температур. Некоторые сцинтилляторы можно использовать в интервале от —¦ 200 до + 70° С. В пластические сцинтилляторы можно вводить, как и в жидкие, сместители спектров, различные соединения для увеличения эффективности при регистрации нейтронов и у-квантов. Пластические сцинтилляторы можно помещать в вакуум, так как давление насыщенных паров у них существенно меньше, чем у органических кристаллов и тем более у жидких сцинтилляторов. Процесс возбуждения и передачи энергии молекулам активатора происходит так же, как и в жидких сцинтилляторах.

В качестве растворителей используют полистирол или поли-винилтолуол, в качестве активаторов (1—5%) — стильбен, бифенил, нафталин, тетрафенилбутадиен и т. д. Концентрация сместителей спектра не превышает 0,2%. Зависимость световыхода от концентрации активатора такая же, как и у жидких сцинтилляторов. Световыход пластических сцинтилляторов существенно зависит от удельных потерь энергии (плотности ионизации). В некоторых пластических сцинтилляторах световыход зависит от температуры. Так, световыход антрацена в полистироле при снижении температуры от 290 до 100° К увеличивается вдвое. Другие сцинтилляторы не так чувствительны к изменениям температуры. Световыход твердого раствора пиразолина в полистироле в интервале температур от 100 до 340° К изменяется всего на 10%. Пластические сцинтилляторы имеют хорошую радиационную устойчивость. Для уменьшения световыхода вдвое требуется доза облучения, равная (6-=-9) IO9 эрг'г, т. е. в 30—50 раз больше, чем для органических кристаллов. Свойства некоторых пластических сцинтилляторов приведены в табл. 7.2.
Предыдущая << 1 .. 91 92 93 94 95 96 < 97 > 98 99 100 101 102 103 .. 232 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed