Scintillator

Un scintillator est une substance qui absorbe le électromagnétique de haute énergie ( ionisant ) ou le rayonnement chargé de particules de puis, dans la réponse, produit par fluorescence des photons de à une plus longue) longueur d'onde de Charger-décalée par caractéristique (, libérant l'énergie précédemment absorbée. Voir également la scintillation de (physique) . Scintillators sont définis par leur rendement lumineux (nombre de photons émis par énergie absorbée par unité), temps d'affaiblissement courts de fluorescence, et transparent optique aux longueurs d'onde de leur propre énergie spécifique d'émission. Les dernières deux caractéristiques les placent indépendamment des phosphores plus la période d'affaiblissement d'un scintillator est inférieure, c., plus la durée de ses flashes de la fluorescence sont est courte, moins le soi-disant " ; time" mort ; le détecteur aura et les événements plus s'ionisants par unité de temps où il pourra détecter.

Scintillators sont employés dans beaucoup d'applications de recherches de physique pour détecter les ondes électromagnétiques électromagnétiques ou les particules. Là, un scintillator convertit l'énergie en lumière d'une longueur d'onde qui peut être détectée par peu coûteux ou facile de manipuler des détecteurs tels que des tubes du photomultiplicateur (PMTs).

Types de Scintillators

Les scintillators communs utilisés pour la détection de rayonnement incluent les cristaux inorganiques, les plastiques organiques et les liquides. Cependant, beaucoup de matériaux scintillent à un certain niveau ; la scintillation du xénon liquide et du au néon joue un rôle dans quelques expériences d'ultra-bas-fond. La plupart des scintillators pour d'usage courant sont les cristaux inorganiques ou les plastiques, être le plus commun le thallium - de les cristaux enduits par de l'iodure de sodium de , qui ont une efficacité de conversion élevée de rayonnement-à-lumière. Cependant, les fluides de scintillement de liquide organique sont bien adaptés pour détecter le rayonnement de particules d'énergie très basse tel que des rayonnements bêta du tritium en immergeant simplement l'échantillon à examiner dans le fluide de scintillation, niant de ce fait des problèmes d'absorption de détecteur dus parcours moyens très court aux libres liés aux particules de basse énergie.

Liquides organiques

Le scintillator en cristal organique peut être dissous dans un liquide transparent, par exemple dans les propriétés d'huile minérale et maintenantes semblables au cristal organique, selon la pureté et la concentration.

Pour l'usage spécifique de cette forme de scintillator, voir la scintillation liquide de compter .

Cristaux organiques

Ce sont des molécules organiques qui ont un anneau aromatique ; le ionisant le rayonnement de l'excite à un mode de rotation ou vibratoire. Ils sont caractérisés par une réponse rapide, dans l'ordre d'une nanoseconde. Si purs, ils forment les cristaux, il est difficile former que. Un des scintillators organiques les plus connus est l'anthracène .

Plastiques organiques

Les cristaux organiques peuvent être également soient dissous dans un plastique transparent qui devient plein à la température ambiante, comme le polystyrène . Le plastique peut être facilement formé et usiné. La matrice en plastique pleine a souvent l'effet d'augmenter le temps de relaxation à 2 ou 3 nanosecondes. Les trois bases les plus communes pour des scintillators en plastique sont le toluène polyvinylique , le polystyrène , ou le acrylique. De quelque manière que l'acrylique, car il ne contient aucune structure aromatique du , a l'efficacité très basse de scintillation de ses propres ; il gagne l'efficacité acceptable si par exemple le naphtalène est dissous dans lui dans la quantité 5-20 de poids %. Les plastiques une fois utilisés sur leurs propres émettent typiquement les photons ultra-violets du ; pour les convertir en moins de lumière visible atténuée, un approprié Fluorophor est ajouté dans la quantité d'environ 1 wt.

Les scintillators en plastique sont robustes et fiables, mais également bizarre. Ils subissent le vieillissement, perdant graduellement le rendement léger avec du temps, avec des dissolvants, des températures, le rayonnement, ou la charge mécanique accélérant le processus. La surface peut être endommagée par la formation des microfissures qui causent la perte de lumière par réflexion. Les scintillators en plastique sont également sensibles à l'oxygène aéroporté qui abaisse leur rendement ; ceci est connu comme de extinction atmosphérique. Quelques plastiques changent leur rendement légèrement une fois soumis aux champs magnétiques. Les dommages causés par les radiations mènent à la formation des centres colorés (F-Centres ) qui absorbent dans la partie ultra-violette et bleue du spectre, abaissant le rendement optique.

Quelques polymères peuvent scintiller tout seuls. Un scintillator utilisé généralement de polymère est le toluène polyvinylique (PVT) de .

Cristaux inorganiques

Se composent habituellement d'halogénures de l'alcali comme NaI . Ils sont caractérisés par une puissance d'arrêt élevée, qui les rend plus appropriés pour détecter le rayonnement de haute énergie. Mais ils ont de plus longs temps d'affaiblissement, dans l'ordre des centaines de nanosecondes .
Cristaux de NaI (Tl) (iodure de sodium enduit par de de thallium )
: sont employés dans les appareils-photo gamma utilisés pour la formation image nucléaire de radio-isotope de la médecine . Le NaI était le scintillator inorganique d'abord connu, découvert par le Robert Hofstadter dans les années 40.
Les cristaux de CsI (Tl) (iodure de césium de enduit par thallium) sont une alternative à NaI (Tl). Ils sont plus mécaniquement des biens et ont une meilleure résistance à l'humidité.
BaF₂ (fluorure de baryum de )
BGO (germanate de bismuth de ) a une puissance d'arrêt plus élevée, mais rapporte plus bas que NaI (le Tl)
: Il est employé souvent dans les détecteurs de coïncidence de pour détecter les rayons gamma dos à dos émis sur l'annihilation du positron dans des machines de la tomographie d'émission de positron .
yttrium, aluminium et grenat Cérium-enduit (ce : YAG), l'enduit jaunâtre sur le morceau dans un certain " ; white" ; Diodes électroluminescentes (LED) de . Ceci est employé comme phosphore mais est également approprié pour l'usage comme scintillator quand sous la forme pure de monocristal. Ceci convertit une partie de la lumière bleue visible émise par le morceau de LED en lumière jaune visible. La lumière bleue et jaune créent ensemble l'impression subjective de la lumière blanche.
LaBr₃ (ce) (cérium - bromure enduit de lanthane de )
LuI₃ (iodure de lutécium de )
Gd₂O₂S (terbium - oxysulfide enduit de gadolinium , gos de )
CaWO₄ (tungstate de calcium de )
CdWO₄ (tungstate de cadmium de ), utilisé dans la tomographie d'ordinateur et des fluoroscopes tôt * PbWO₄ (tungstate de fil de )
ZnWO₄ (tungstate de zinc de )
Lu₂SiO₅ (oxyorthosilicate de lutécium de ), également connu sous le nom de LSO, utilisé en tomographie d'émission de positron

Voir également

Compteur à scintillation
Scintillation liquide de comptant
Spectroscopie gamma

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