Сцинтилляторы

Сцинтилляторами называются химические вещества — люминофоры, которые способны испускать видимый свет при воздействии на них ионизирующего излучения. Оно может состоять из α, β, γ-лучей, электронов, осколков ядер, рентгеновских лучей и др.

Основные показатели, характеризующие сцинтилляторы

• Световыход — количество излучаемых сцинтиллятором фотонов при поглощении им 1 Мэв энергии.
• Спектр высвечивания сцинтиллятора и светочувствительность фотоприёмника, применяемого в фотодетекторе, должны иметь между собой оптимальное согласование. Несогласованность этих элементов приводит к энергетическим потерям.
• Время высвечивания — время, в течение которого энергия заряженной частицы, поглощённая сцинтиллятором преобразуется в световое излучение. Для неорганических сцинтилляторов оно варьируется в пределах от сотен наносекунд до десятков микросекунд, для органических — наносекунды.
• Радиационная прочность — максимальная доза облучения, при которой сцинтиллятор сохраняет свои физические свойства.
• Квенчинг-фактор — отношение световыхода исследуемых частиц к световыходу гамма-излучения с такой же энергией.

Агрегатные состояния сцинтилляторов:

• твёрдые;
• жидкие;
• газообразные;

Классы химических соединений:

• неорганические кристаллофосфо́ры;
• органические соединения, такие как пластики;
• инертные газы;

Из неорганических сцинтилляторов лучшими параметрами отличаются монокристаллы галогеновых солей щелочных металлов, таких как йодистый натрий — NaI, йодистый цезий — CsI, активатором которых является таллий. Также востребованы - йодистый литий — LiI, фтористый кальций — CaF2, активированный европием — Eu, и сернистый цинк — ZnS, активированный серебром — Ag.

Органические сцинтилляторы состоят из двух-трёх компонентов, где каждый исполняет свою функцию. Один из компонентов способен возбуждаться налетающими частицами и испускать свет в ультрафиолетовом диапазоне, однако сам компонент для такого света непрозрачен. Второй компонент сцинтиллятора поглощает ультрафиолетовое излучение и переизлучает его в видимом диапазоне.

Основное применение сцинтилляторы находят в индикаторах, регистраторах, счётчиках и других детекторах ионизирующего излучения. В средствах неразрушающего контроля детекторы на основе сцинтилляторов с успехом заменяют рентгенографические плёнки.

Сцинтилляционный детектор в радиографическом контроле представляет собой пластиковое, либо металлическое основание, на котором монтируется светодиодная матрица из аморфного кремния — аSi, поверх которой наносится слой сцинтиллятора и защита от воздействия внешней среды. В качестве сцинтиллятора служит, как правило, йодистый цезий — CsI, либо оксисульфид гадолиния – Gd2O2S.