Область применения сцинтилляционных счетчиков

Область применения сцинтилляционных счетчиков

В настоящее время сцинтилляционные счетчики нашли применение:

—     для регистрации числа частиц и квантов при про­ведении радиометрических измерений;

—     для измерения мощности дозы бета- и гамма-из­лучений, а также нейтронов;

—     для определения энергии частиц и квантов (спек­трометрические измерения).

Кроме того, сцинтилляционные счетчики широко ис­пользуются для физических измерений, связанных с определением ничтожно малых промежутков времени (например, измерение времени жизни позитрона) при проведении поиска урановых руд, а также в автоматиче­ских устройствах, связанных с использованием радио­активных изотопов (например, в измерителях плотности породы, уровня жидкости и т. д.).

Относительно быстрое и широкое внедрение сцинтил­ляционных счетчиков для измерения радиоактивных из­лучений обусловлено следующими их качествами:

  1. Огромной разрешающей способностью при счете отдельных ядерных частиц.
  2.  Способностью измерять энергию регистрируемой частицы.
  3.  Высокой эффективностью регистрации гамма- квантов.

Разрешающая способность счетчика, то есть способ­ность регистрировать раздельно частицы (кванты), про­ходящие через весьма малые промежутки времени, огра­ничена величиной «мертвого» времени. «Мертвое» время сцинтилляционных счетчиков в 103—105 раз меньше, чем у газоразрядных, поэтому сцинтилляционные счетчики допускают скорость счета на несколько порядков более высокую, чем газоразрядные. В частности, с помощью этих счетчиков можно производить счет частиц при ин­тенсивности потока до 106 частиц в 1 сек. на 1 см2, что соответствует мощности дозы гамма-излучения в не­сколько рентгенов/час. Необходимо также отметить, что характер «мертвого» времени газоразрядного и сцин- тилляционного счетчиков качественно отличен. В самом деле, счетчик Гейгера в течение «мертвого» времени «равнодушен» к частицам, пересекающим его рабочий объем. В сцинтилляционных счетчиках частицы, прихо­дящие с интервалом времени меньшим, чем «мертвое» время, также не будут раздельно регистрироваться, однако вследствие наложения их сцинтилляций они бу­дут вызывать увеличение анодного тока фотоумножи­теля, средняя величина которого пропорциональна сум­марной интенсивности света сцинтилляций. Поэтому сцинтилляционный счетчик, работающий в токовом ре­жиме, то есть когда измеряется не величина скорости счета, а средний анодный ток, позволяет регистрировать потоки гамма-квантов, создающих мощности дозы в де­сятки и сотни рентгенов в час.

При работе фотоумножителя в токовом режиме вели­чину интенсивности регистрируемого излучения ограни­чивает не разрешающая способность счетчика, а явление «усталости» эмиттеров, что выражается в потере эмис­сионных свойств электродов при интенсивном облучении фотокатода светом сцинтилляций. Этот эффект стано­вится заметным уже при величинах анодных токов, рав­ных 10~6 ампера, если фотокатод облучается длительное время.

Существенным недостатком использования сцинтил­ляционных счетчиков, особенно в полевой дозиметриче­ской аппаратуре, является необходимость применения для питания фотоэлектронных умножителей высоко­вольтных источников питания с хорошей стабильностью напряжения. Требование высокой стабильности источни­ков питания обусловлено сильной зависимостью коэффи­циента усиления фотоэлектронного умножителя от на­пряжения на его электродах. Для большинства фото­умножителей изменение напряжения питания на Г°/о вы­зывает изменение величины коэффициента усиления на гР/о, где п число эмиттеров фотоумножителя.

Регистрирующие схемы при работе со сцинтилля- ционными счетчиками могут быть разделены на три группы:

а) схема счета общего числа импульсов за некоторый интервал времени;

б) схемы, измеряющие скорость счета;

в) схемы, измеряющие средний анодный ток фото­умножителя.

Эти схемы принципиально не отличаются от соответ­ствующих схем, используемых при работе с газоразряд­ными счетчиками.