Kaunta ya ukali ina vijenzi viwili, kama vile scintillator (fosforasi) na kizidishi cha aina ya kielektroniki. Katika usanidi wa kimsingi, watengenezaji waliongeza kwenye kaunta hii chanzo cha nishati ya umeme na vifaa vya redio ambavyo hutoa ukuzaji na usajili wa mipigo ya PMT. Mara nyingi, mchanganyiko wa vipengele vyote vya mfumo huu unafanywa kwa kutumia mfumo wa macho - mwongozo wa mwanga. Zaidi katika makala haya, tutazingatia kanuni ya utendakazi wa kihesabu cha scintillation.
Sifa za kazi
Kifaa cha kaunta ya scintillation ni changamano, kwa hivyo mada hii inahitaji kuzingatiwa zaidi. Kiini cha uendeshaji wa kifaa hiki ni kama ifuatavyo.
Chembe iliyochajiwa huingia kwenye kifaa, kwa sababu hiyo molekuli zote husisimka. Vitu hivi hukaa baada ya muda fulani, na katika mchakato huu hutoa kinachojulikana kama fotoni. Utaratibu huu wote ni muhimu kwa mwanga wa mwanga kutokea. Fotoni fulani hupita kwenye photocathode. Mchakato huu ni muhimu kwa kuonekana kwa photoelectrons.
Elektroni za picha zimeangaziwa na kutumwa kwaelectrode ya awali. Hatua hii hutokea kutokana na kazi ya kinachojulikana kama PMT. Katika hatua inayofuata, idadi ya elektroni hizi huongezeka mara kadhaa, ambayo inawezeshwa na utoaji wa elektroni. Matokeo yake ni mvutano. Zaidi ya hayo, huongeza tu athari yake ya haraka. Muda wa mpigo na amplitude yake wakati wa kutoka huamuliwa na sifa bainifu.
Ni nini kinatumika badala ya fosforasi?
Katika kifaa hiki, kibadilishaji cha kipengele kama fosforasi kilivumbuliwa. Kwa ujumla, watengenezaji hutumia:
- fuwele za aina-hai;
- scintillators kioevu, ambayo lazima pia ziwe aina ya kikaboni;
- vikasi vikali ambavyo vimetengenezwa kwa plastiki;
- vikanusho vya gesi.
Ukiangalia data ya uingizwaji wa fosforasi, unaweza kuona kuwa watengenezaji katika hali nyingi hutumia dutu ogani pekee.
Tabia kuu
Ni wakati wa kuzungumza kuhusu sifa kuu ya vihesabio vya kukamua. Kwanza kabisa, ni muhimu kutambua pato la mwanga, mionzi, kinachojulikana muundo wake wa spectral na muda wa scintillation.
Katika mchakato wa kupitisha chembe mbalimbali zinazochajiwa kupitia scintillator, idadi fulani ya fotoni huzalishwa, ambayo hubeba hapa au nishati nyingine. Sehemu kubwa ya fotoni zinazozalishwa zitafyonzwa na kuharibiwa kwenye tanki yenyewe. Badala ya fotoniambazo zimefyonzwa, aina zingine za chembe zitatolewa, ambazo zitawakilisha nishati ya asili kidogo. Kama matokeo ya hatua hii yote, fotoni zitatokea, ambazo sifa zake ni maalum kwa scintillator.
Toleo nyepesi
Inayofuata, zingatia kihesabu kikali na kanuni ya uendeshaji wake. Sasa hebu tuangalie pato la mwanga. Utaratibu huu pia huitwa ufanisi wa aina ya ubadilishaji. Utoaji wa mwanga ni kile kinachoitwa uwiano wa nishati inayotoka kwa kiasi cha nishati ya chembe iliyochaji inayopotea kwenye scintillator.
Katika hatua hii, wastani wa idadi ya fotoni huenda nje ya nchi pekee. Hii pia inaitwa nishati ya asili ya wastani ya fotoni. Kila moja ya chembe zilizopo kwenye kifaa hazitoi monoenergetics, lakini tu wigo kama bendi inayoendelea. Baada ya yote, ni yeye ambaye ni tabia ya aina hii ya kazi.
Ni muhimu kuzingatia jambo muhimu zaidi, kwa sababu wigo huu wa fotoni kwa kujitegemea huacha scintillator inayojulikana kwetu. Ni muhimu kwamba sanjari au angalau kuingiliana kwa kiasi na sifa ya spectral ya PMT. Muingiliano huu wa vipengele vya scintillator vyenye sifa tofauti hubainishwa pekee na mgawo uliokubaliwa na watengenezaji.
Katika mgawo huu, wigo wa aina ya nje au wigo wa fotoni zetu huingia katika mazingira ya nje ya kifaa hiki. Leo kuna kitu kama "ufanisi wa scintillation". Ni ulinganisho wa kifaa nadata nyingine ya PMT.
Dhana hii inachanganya vipengele kadhaa:
- Ufanisi huzingatia idadi ya fotoni zetu zinazotolewa na scintillator kwa kila kitengo cha nishati iliyonyonywa. Kiashiria hiki pia huzingatia unyeti wa kifaa kwa fotoni.
- Ufanisi wa kazi hii, kama sheria, hutathminiwa kwa kulinganisha na ufanisi wa kiungulia wa kisintilia, ambao huchukuliwa kama kiwango.
Mabadiliko mbalimbali ya ulegezaji
Kanuni ya utendakazi wa kaunta ya scintillation pia inajumuisha kipengele kifuatacho ambacho ni muhimu sana. Scintillation inaweza kufanyiwa mabadiliko fulani. Zinakokotolewa kwa mujibu wa sheria maalum.
Ndani yake, I0 inaonyesha kiwango cha juu cha msisimko tunaozingatia. Kuhusu kiashirio t0- ni thamani ya mara kwa mara na inaashiria wakati wa kinachojulikana kuwa attenuation. Uozo huu unaonyesha wakati ambapo nguvu hupungua kwa thamani yake kwa nyakati fulani (e).
Ni muhimu pia kuzingatia idadi ya zinazoitwa fotoni. Inaashiriwa na herufi n katika sheria yetu.
Iko wapi jumla ya idadi ya fotoni zinazotolewa wakati wa mchakato wa uchenjuaji. Fotoni hizi hutolewa kwa wakati fulani na kusajiliwa kwenye kifaa.
michakato ya kazi ya fosforasi
Kama tulivyoandika awali, vihesabio vya scintillationtenda kwa msingi wa kazi ya kitu kama fosforasi. Katika kipengele hiki, mchakato wa kinachojulikana kama luminescence unafanywa. Na imegawanywa katika aina kadhaa:
- Aina ya kwanza ni fluorescence.
- Aina ya pili ni phosphorescence.
Aina hizi mbili hutofautiana kimsingi kwa wakati. Wakati kinachojulikana kama kuwaka kinatokea kwa kushirikiana na mchakato mwingine au katika kipindi cha muda kwa mpangilio wa sekunde 10-8, hii ndiyo aina ya kwanza ya mchakato. Kama ilivyo kwa aina ya pili, hapa muda wa muda ni mrefu zaidi kuliko aina ya awali. Tofauti hii ya wakati hutokea kwa sababu muda huu unalingana na maisha ya atomi katika hali isiyotulia.
Kwa jumla, muda wa mchakato wa kwanza hautegemei hata kidogo faharisi ya kutotulia kwa hii au atomi ile, lakini kuhusu matokeo ya mchakato huu, ni msisimko wa kipengele hiki kinachoathiri. Inafaa pia kuzingatia ukweli kwamba katika hali ya kutotulia kwa fuwele fulani, kiwango cha kinachojulikana kutoka ni kidogo kuliko kwa msisimko wa picha.
phosphorescence ni nini?
Faida za kaunta ya scintillation ni pamoja na mchakato wa phosphorescence. Chini ya dhana hii, watu wengi wanaelewa luminescence tu. Kwa hiyo, tutazingatia vipengele hivi kulingana na mchakato huu. Utaratibu huu ni kinachojulikana kuendelea kwa mchakato baada ya kukamilika kwa aina fulani ya kazi. Phosphorescence ya fosforasi ya fuwele hutoka kwa kuunganishwa tena kwa elektroni na mashimo ambayo yametokea wakati wa msisimko. Kwa hakikavitu vya fosforasi, haiwezekani kabisa kupunguza kasi ya mchakato, kwani elektroni na mashimo yao huanguka kwenye mitego inayoitwa. Kutoka kwa mitego hii hii, inaweza kutolewa yenyewe, lakini kwa hili wao, kama vitu vingine, wanahitaji kupokea usambazaji wa ziada wa nishati.
Katika suala hili, muda wa mchakato pia unategemea halijoto mahususi. Ikiwa molekuli nyingine za asili ya kikaboni pia zinashiriki katika mchakato, basi mchakato wa phosphorescence hutokea tu ikiwa ni katika hali ya metastable. Na molekuli hizi haziwezi kwenda katika hali ya kawaida. Ni katika kesi hii pekee ndipo tunaweza kuona utegemezi wa mchakato huu kwa kasi na halijoto yenyewe.
Vipengele vya vihesabio
Ina faida na hasara za kihesabu cha scintillation, ambazo tutazingatia katika sehemu hii. Kwanza kabisa, tutaelezea faida za kifaa, kwa sababu ziko nyingi sana.
Wataalamu wanaangazia kiwango cha juu cha uwezo wa muda. Kwa wakati, pigo moja linalotolewa na kifaa hiki halizidi sekunde kumi. Lakini hii ndio kesi ikiwa vifaa fulani vinatumiwa. Counter hii ina kiashiria hiki mara kadhaa chini ya analogi zake nyingine na kutokwa kwa kujitegemea. Hii inachangia sana matumizi yake, kwa sababu kasi ya kuhesabu huongezeka mara kadhaa.
Ubora chanya unaofuata wa aina hizi za vihesabio ni kiashirio kidogo cha msukumo wa kuchelewa. Lakini mchakato huo unafanywa tu baada ya chembe kupita kipindi cha usajili. ni sawahukuruhusu kuokoa moja kwa moja muda wa mpigo wa aina hii ya kifaa.
Pia, vihesabio vya scintillation vina kiwango cha juu kabisa cha usajili wa chembe fulani, ambazo ni pamoja na niuroni na miale yake. Ili kuongeza kiwango cha usajili, ni muhimu kwamba chembechembe hizi zikabiliane na kinachojulikana kama vigunduzi.
Utengenezaji wa vifaa
Ni nani aliyevumbua kaunta ya scintillation? Hii ilifanywa na mwanafizikia wa Ujerumani Kalman Hartmut Paul mwaka wa 1947, na mwaka wa 1948 mwanasayansi aligundua radiografia ya neutron. Kanuni ya uendeshaji wa counter scintillation inaruhusu kuzalishwa kwa ukubwa wa kutosha. Hii inachangia ukweli kwamba inawezekana kufanya kinachojulikana uchambuzi wa hermetic wa mtiririko mkubwa wa nishati, unaojumuisha miale ya ultraviolet.
Pia inawezekana kuanzisha vitu fulani kwenye kifaa, ambavyo nyutroni zinaweza kuingiliana vizuri. Ambayo, bila shaka, ina sifa zake chanya za mara moja katika utengenezaji na matumizi ya baadaye ya kaunta ya aina hii.
Aina ya muundo
Chembe za kaunta ya scintillation huhakikisha utendakazi wake wa ubora wa juu. Wateja wana mahitaji yafuatayo kwa uendeshaji wa kifaa:
- kwenye kinachojulikana kama photocathode ndicho kiashirio bora zaidi cha mkusanyiko wa mwanga;
- kwenye photocathode hii kuna aina moja ya kipekee ya usambazaji wa mwanga;
- chembe zisizohitajika kwenye kifaa zimetiwa giza;
- uga za sumaku hazina athari kabisa kwenye mchakato mzima wa mtoa huduma;
- mgawo ndanikatika kesi hii ni thabiti.
Hasara kaunta ya scintillation ina idadi ndogo zaidi. Wakati wa kufanya kazi, ni muhimu kuhakikisha kwamba amplitude ya aina za ishara za mipigo inalingana na aina nyingine za amplitudes.
Vifungashio vya kaunta
Kaunta ya scintillation mara nyingi huwekwa kwenye chombo cha chuma chenye glasi upande mmoja. Kwa kuongeza, safu ya nyenzo maalum huwekwa kati ya chombo yenyewe na scintillator, ambayo inazuia mionzi ya ultraviolet na joto kuingia. Scintillators za plastiki hazihitaji kuingizwa kwenye vyombo vilivyofungwa, hata hivyo, scintillators zote imara lazima ziwe na dirisha la kuondoka kwa mwisho mmoja. Ni muhimu sana kuzingatia ufungashaji wa kifaa hiki.
Faida za mita
Faida za kaunta ya scintillation ni kama ifuatavyo:
- Unyeti wa kifaa hiki huwa katika kiwango cha juu zaidi, na utendakazi wake wa moja kwa moja unategemea hili.
- Uwezo wa chombo ni pamoja na anuwai ya huduma.
- Uwezo wa kutofautisha kati ya chembe fulani hutumia tu taarifa kuhusu nishati yake.
Ni kutokana na viashirio vilivyo hapo juu kwamba aina hii ya mita iliwazidi washindani wake wote na kwa haki ikawa kifaa bora cha aina yake.
Inafaa pia kuzingatia kwamba hasara zake ni pamoja na utambuzi nyetimabadiliko katika halijoto fulani, pamoja na hali ya mazingira.
