Сцинтилляционные счетчики

Действие сцинтилляционных счетчиков основано на том, что заряженная частица, пролетающая через вещество, вызывает не только ионизацию, но и возбуждение атомов. Возвращаясь в нормальное состояние, атомы испускают видимый свет. Вещества, в которых заряженные частицы возбуждают заметную световую вспышку (сцинтиллицию), называют фосфóрами. Сцинтилляционный счетчик состоит из фосфора, от которого свет подается по специальному светопроводу к фотоумножителю (Рис. 2). Импульсы, получающиеся на выходе фотоумножителя, подвергаются счету.

Рисунок 2. Изображение сцинтилляционного счетчика

 

Твердые сцинтилляционные датчики особенно полезны в качественном и количественном определении радионуклидов, испускающих g- и рентгеновские лучи. Обычный g-счетчик использует большой (например, “2x2”) кристалл йодида натрия (NaI) в пределах хорошо защищенного свинца. Пузырек с образцом опускается непосредственно в пустую камеру в пределах кристалла для счета. Такие системы чрезвычайно чувствительны, но не имеют разрешающей способности большей, чем у недавно разработанных полупроводниковых счетчиков. Портативные твердые сцинтилляционные датчики также широко используются для проведения различных типов исследований излучения. В частности исследователи, работающие с радиойодом, используют тонкокристаллический (NaI) датчик, который способен определять эмиссии от ¹²⁵I с эффективностью, близкой к 20 процентам (ГМ датчик менее одного процента эффективности для ¹²⁵I).

Наиболее обычное средство количественного определения присутствия b-частиц, испускаемых радионуклидами, через использование жидкого сцинтилляционного счетчика. В этих системах образец и фосфор объединяются в растворителе в пределах считающей камеры. Затем камера опускается в отверстие между двумя фотоумножающими трубками для счета. Жидкий сцинтилляционный счетчик стал существенным инструментом исследований, включающих такие радионуклиды, как ³H и ¹⁴C.

Аппаратурное оснащение для осуществления метода.

Для проведения измерений используем многофункциональный переносной гамма-бета спектрометр “Прогресс-БГ(П)”

Рис.3

 

 Назначение

* полевые или лабораторные измерения активности гамма-, бета-излучающих радионуклидов, бета-загрязненности

* сертификация продукции по радиационному признаку

* определение содержания гамма-, бета-излучающих радионуклидов в продуктах питания, образцах почвы, лесоматериалах и др. объектах внешней среды

* измерение прижизненного содержания гамма-излучающих радионуклидов в теле человека или животных

* поиск источников гамма-излучения

Свойства

- полевые спектрометрические измерения активности гамма-излучающих радионуклидов в различных объектах без проведения пробоотбора (геометрия 4π)

- полевые измерения плотности потока бета-частиц с поверхности

- определение удельной активности гамма- и бета-излучающих радионуклидов в лабораторных условиях

- встроенный дозиметр

- многофакторный контроль за работоспособностью измерительного тракта и стабильностью его метрологических характеристик

- возможность обработки спектра генераторным методом, позволяющим определить активность различных радионуклидов (до 12 шт.) в пробах с нестандартным радионуклидным составом

- возможность размещения результатов измерений в базу данных

- автоматический учет погрешности измерений

Базовый комплект

- сцинтилляционный блок детектирования с кристаллом CsI или NaI Ø45×50

- блок детектирования бета-излучения с пластиковым детектором Ø70×10

- газо-ионизационные датчик

- портативная ПЭВМ типа "Notebook"

- электронное устройство накопления и обработки аппаратурных спектров "Спутник", включающее в себя:

- аккумуляторный блок питания

- линейный усилитель

- процессор

- постоянное запоминающее устройство (на 79 спектров)

- оперативное запоминающее устройство

- амплитудно-цифровой преобразователь

- блок индикации 64×128 точек с постоянной подсветкой

- встроенный дозиметр

- кабель связи "Спутник" – Notebook

- чемодан (дипломат) для переноски спектрометра

- программное и методическое обеспечение «Прогресс»

- свинцовая защита (гамма, бета) для измерений в стационарных условиях

Технические характеристики

Таблица 4

Значение минимальной измеряемой активности (МИА) при измерении удельной объемной активности радионуклидов без отбора проб в однородных объектах за 30 мин. (геометрия «4 π»):  • по Cs-137  • по К-40  • по Ra-226  • по Th-232	2 Бк/кг 30 Бк/кг 4 Бк/кг 3 Бк/кг
Значение минимальной измеряемой активности (МИА) при измерении удельной объемной активности радионуклидов (геометрия Маринелли 0,5 л, защита 20 мм):  • по Cs-137  • по К-40  • по Ra-226  • по Th-232  • по Sr-90 (кювета, защита 50 мм, Бк/кг):  − с применением р/х методик (от массы пробы)  − с применением физических методов концентрирования  − для сырой пробы	10 Бк/кг 100 Бк/кг 18 Бк/кг 16 Бк/кг   0,1 − 1 Бк/к 10 Бк/кг 100 Бк/кг
Значение МИА при измерении содержания Cs-137 в теле человека за 10 мин	1000 Бк/кг
Время непрерывной работы от автономного источника питания, не менее	8 час
Масса спектрометра в сборе (без коллиматора и защиты)	3 кг