Co je to scintilační čítač?
Scintilační čítač je zařízení používané k detekci a měření emisí z radioaktivních prvků. Radioaktivita je uvolňování částic nebo energie z určitých prvků, které obsahují příliš mnoho neutronů a mohou být pro lidi, zvířata a rostliny nebezpečné. Scintilační čítač kombinuje chemickou látku, která vytváří světlo, když je zasaženo radioaktivními emisemi, a detektor, který cítí a spočítá světelné pulzy.
Mnoho prvků má izotopy, molekuly, které obsahují různé počty neutronů se stejným počtem protonů a elektronů. Většina izotopů je stabilní a v průběhu času se nic nezmění jejich chemický make -up. Řada radioaktivních izotopů však nebude držet neutrony na místě a začne radioaktivně rozkládat.
Existují tři hlavní typy radioaktivního rozpadu a každá z nich má odlišné vlastnosti. Alfa záření je částice kombinující protony a neutrony a má relativně nízkou energii, což umožňuje, aby byla zastavena vodou nebo tenkou kovovou deskous. Beta záření je vysokoenergetické elektrony uvolňované z prvku a mohou proniknout tělesné tkáně a vrstvy ochranného stínění. Gamma záření není částice, ale spíše elektromagnetická vlna, podobná světlu, které má velmi vysokou energii a může být chráněna pouze vrstvami husté olověné desky.
Všechny tři typy způsobují poškození buněk rostlin a zvířat, protože způsobují, že se molekuly mění, když jsou zasaženy zářením. Jako radioaktivní částice nebo gama záření zasáhne molekulu, uvolní elektrony do okolních tkání nebo vzduchu. Pokud záření zasáhne chemickou látku, která při zasažení dává záblesk světla a může být detekováno světlo, byl vytvořen scintilační čítač.
Existují tři typy chemikálií solidních scintilací, nazývaných fosfory, používané v pultech a zahrnují anorganické, organické a plasty. Anorganické chemikálie, které mohou uvolňovat světlo, CAFotony Lled, když jsou zasaženy zářením, zahrnují kovové jodidy a sulfid zinku. Organické fosfory mohou zahrnovat naftalen, anthracen a další sloučeniny související s benzenem. Plasty samy o sobě nejsou obvykle fosfory, ale chemikálie lze kombinovat s plastem za vzniku fotonového generátoru.
Anorganické chemikálie jsou nejlepšími detektory pro záření gama, organické látky jsou optimální pro částice beta a fosfory založené na plastově dobře fungují pro detekci neutronů. Radioaktivní izotopy se mohou rozpadat pomocí různých metod, takže detektory mohou obsahovat více než jeden typ detekčního prvku. Počítání softwaru použitého v detektorech je rozhodující pro stanovení množství záření, protože vyšší počty naznačují, že je přítomno více radioaktivního prvku nebo je čítač blízko radioaktivity.
Jakmile jsou vytvořeny fotony světla, druhou důležitou součástí je detektor, který oba vidí fotony a počítá je. Mnoho čítačů používá fotomultiplier, což je řada elektrod mounted ve vakuové trubici. Když foton světla vstupuje do trubice, je obvykle příliš slabý na to, aby byl detekován elektronickými obvody ve scintilačním čítači. Foton zasáhne první elektrodu, která na něj použije elektrické napětí.
Při zasažení světla uvolňuje elektroda více elektronů, které cestují do druhé elektrody. Pokaždé, když k tomu dojde, uvolní se více elektronů a signál bude silnější. Po několika krocích, které se velmi rychle vyskytují s elektrony, které cestují rychlostí světla, je signál dostatečně silný, aby jej detekoval čítač, a registruje přítomnost fotonu světla a počítá jej. Fotomultiplier je velmi citlivý a může přesně detekovat velmi malé záblesky světla z rozpadu.
Dalším typem scintilačního čítače je jednotka kapalné fáze. Tyto čítače mohou být užitečné v laboratorní analýze, protože vzorek je umístěn přímo v kapalině složené z fosforu a rozpouštědla. Jakákoli radioaktivní emiseje detekován okamžitě fosfory obklopujícím vzorek, které se poté počítají.
Tato technologie může být užitečná při dekontaminaci radioaktivního úniku, protože k kontrole radioaktivity lze použít testy na utírání. Malé vzorky látky jsou otřeny přes povrchy a poté umístěny do kapalného scintilačního pultu. Tento proces lze podle potřeby opakovat, dokud čítač neukáže radioaktivitu na nízkých úrovních, nazývané záření na pozadí.