Методы и приборы контроля окружающей среды. Экологический мониторинг. Якунина И.В. - 87 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Амплитуда регистрируемых импульсов составляет обычно несколько вольт, и в случае необходимости
требуется лишь незначительное усиление для их регистрации. Независимость амплитуды импульса от энергии
ионизирующих частиц делает счётчики Гейгера–Мюллера удобными для регистрации р-частиц, имеющих не-
прерывный спектр.
Важными характеристиками счётчиков, лимитирующими соответственно минимальное и максимальное
числа импульсов, которые могут быть зарегистрированы с желаемой точностью, являются фон и разрешающее
время.
Фоном называют показания прибора в отсутствие исследуемых источников излучения. Фон счётчиков
обусловлен: космическим излучением, наличием радиоактивных веществ в окружающей среде, в том числе в
материалах, из которых изготовлен счётчик, самопроизвольными разрядами в счётчике (ложные импульсы).
Обычно для различных по конструкции счётчиков Гейгера–Мюллера фон колеблется от 10 до 110 имп ⋅ мин
–1
.
Специальными методами удаётся снизить фон примерно на порядок.
Разрешающим временем счётчика называют минимальный промежуток времени между двумя последова-
тельными импульсами, которые регистрируются раздельно. Разрешающее время счётчиков Гейгера–Мюллера
составляет примерно 10
–3
…10
–4
с
–1
и позволяет регистрировать скорости счёта в интервале 10
2
…10
5
имп ⋅ мин
–1
.
Эффективность счётчиков Гейгера–Мюллера к β-излучению близка к 100 %. Под эффективностью счёт-
чика ε понимают отношение числа частиц (в %), зарегистрированных счётчиком, к числу частиц, попавших в
его рабочий объём. Эффективность счётчиков Гейгера–Мюллера к γ-излучению не превышает 1…3 %.
2. Сцинтилляторный метод. В основе работы сцинтилляционного детектора лежит способность некото-
рых веществ преобразовывать энергию ядерных излучений в фотоны видимого и ультрафиолетового света. Ме-
ханизм этого процесса достаточно прост. Ядерные частицы (либо вторичные электроны, образовавшиеся при
поглощении γ-квантов) переводят молекулы сцинтиллятора в возбужденное состояние. Переход молекул сцин-
тиллятора в основное состояние сопровождается испусканием фотонов в УФ- или видимой области. Каждая
отдельная вспышка, появившаяся в результате прохождения ядерной частицы или γ-кванта, называют сцинтил-
ляцией. Отдельные вспышки регистрируются фотоэлектронным умножителем, преобразующим световые им-
пульсы в электрические, которые усиливаются линейным или логарифмическим усилителем. Затем электриче-
ские импульсы проходят через дискриминатор, пропускающий импульсы определённой амплитуды и отсекаю-
щий «шумы», и попадают на регистрирующий прибор.
Схема жидкостного сцинтилляционного счётчика приведена на рис. 5.18.
Сцинтилляторы принято классифицировать следующим образом:
1) неорганические сцинтилляторы: ZnS(Ag), NaI(Tl), AgI(Eu) и др. (в скобках указан активатор, обеспечи-
вающий возникновение в кристалле сцинтилляций);
2) сцинтилляторы из органических кристаллов: нафталин, антрацен;
3) жидкостные сцинтилляторы: 2,5-дифенилоксазол и n-терфенил в толуоле, диоксане и других раствори-
телях;
4) пластмассовые сцинтилляторы с активатором.
Сцинтилляционные счётчики обладают, как правило, малым разрешающим временем: 10
–5
…10
–6
с
–1
. Варь-
ирование сцинтиллятора позволяет сделать сцинтилляционные счётчики чувствительными к одному виду излу-
чения и малочувствительными к другому. Использование жидкостных сцинтилляторов позволяет эффективно
регистрировать низкоэнергетические излучения таких радиоактивных изотопов, как
3
Н,
14
С,
35
S, которые широ-
ко используют в биологии, биохимии, медицине.
Фон сцинтилляционных счётчиков, имеющих специальную схему совпадения, не превышает нескольких
импульсов в минуту.
Рис. 5.18. Схема жидкостного сцинтилляционного счётчика:
1 – жидкостный сцинтиллятор с анализируемым препаратом;
2 – фотоэлектронные умножители; 3 – схема совпадения; 4 – усилитель;
5 – дискриминатор; 6 – регистрирующее устройство

Страницы