Tuikelaskuri koostuu kahdesta osasta, kuten tuike (fosfori) ja valoelektroninen tyyppinen kertoja. Peruskokoonpanossa valmistajat lisäsivät tähän laskuriin sähkö- ja radiolaitteiden lähteen, joka mahdollistaa PMT-pulssien vahvistuksen ja rekisteröinnin. Melko usein tämän järjestelmän kaikkien elementtien yhdistelmä suoritetaan käyttämällä optista järjestelmää - valoohjainta. Artikkelissa tarkastellaan edelleen tuikelaskurin toimintaperiaatetta.
Työn piirteet
Tuikelaskurin laite on melko monimutkainen, joten tähän aiheeseen on kiinnitettävä enemmän huomiota. Tämän laitteen toiminnan olemus on seuraava.
Laitteeseen tulee varautunut hiukkanen, jonka seurauksena kaikki molekyylit virittyvät. Nämä esineet asettuvat tietyn ajan kuluttua ja vapauttavat tässä prosessissa ns. fotoneja. Tämä koko prosessi on välttämätön, jotta valon välähdys tapahtuu. Tietyt fotonit siirtyvät valokatodille. Tämä prosessi on välttämätön valoelektronien ilmaantumisen kann alta.
Valoelektronit kohdistetaan ja toimitetaanalkuperäinen elektrodi. Tämä toiminto johtuu ns. PMT:n toiminnasta. Seuraavassa toiminnassa näiden samojen elektronien lukumäärä kasvaa useita kertoja, mitä helpottaa elektronien emissio. Tuloksena on jännitystä. Lisäksi se vain lisää välitöntä vaikutusta. Pulssin kesto ja sen amplitudi ulostulossa määräytyvät tunnusomaisten ominaisuuksien mukaan.
Mitä käytetään fosforin sijaan?
Tässä laitteessa keksittiin korvaaminen sellaiselle alkuaineelle kuin fosforille. Yleensä valmistajat käyttävät:
- orgaaniset kiteet;
- nestetuikeaineet, joiden on myös oltava orgaanista tyyppiä;
- kiinteät tuikeaineet, jotka on valmistettu muovista;
- kaasutuike.
Fosforin korvaamista koskevia tietoja tarkasteltaessa huomaat, että valmistajat käyttävät useimmissa tapauksissa vain orgaanisia aineita.
Pääominaisuus
On aika puhua tuikelaskurin tärkeimmistä ominaisuuksista. Ensinnäkin on huomioitava valoteho, säteily, sen ns. spektrikoostumus ja tuike kesto.
Kun erilaisia varautuneita hiukkasia viedään tuikelaitteen läpi, syntyy tietty määrä fotoneja, jotka kuljettavat tähän tai toista energiaa. Melko suuri osa tuotetuista fotoneista absorboituu ja tuhoutuu itse säiliössä. Fotonien sijaanjotka ovat imeytyneet, syntyy muunlaisia hiukkasia, jotka edustavat hieman vähemmän luonteeltaan energiaa. Kaiken tämän toiminnan seurauksena ilmaantuu fotoneja, joiden ominaisuudet ovat ominaisia yksinomaan tuikeelle.
Valoteho
Mieti seuraavaksi tuikelaskuria ja sen toimintaperiaatetta. Kiinnitetään nyt huomiota valotehoon. Tätä prosessia kutsutaan myös muunnostyyppiseksi tehokkuudeksi. Valon tuotto on ns. ulos tulevan energian suhde tuikeessa kadonneen varautuneen hiukkasen energiamäärään.
Tässä toiminnassa fotonien keskimääräinen määrä menee yksinomaan ulkopuolelle. Tätä kutsutaan myös fotonien keskimääräisen luonteen energiaksi. Jokainen laitteessa olevista hiukkasista ei tuo esiin monoenergetiikkaa, vaan vain spektrin jatkuvana kaistana. Loppujen lopuksi juuri hän on ominaista tälle työlle.
On välttämätöntä kiinnittää huomiota tärkeimpään, koska tämä fotonispektri lähtee itsenäisesti meille tuntemasta tuikesta. On tärkeää, että se on sama tai ainakin osittain päällekkäinen PMT:n spektriominaisuuksien kanssa. Tämä eri ominaisuuksien omaavien tuikeelementtien päällekkäisyys määräytyy yksinomaan valmistajien sopiman kertoimen mukaan.
Tässä kertoimessa ulomman tyypin spektri tai fotoniemme spektri menee tämän laitteen ulkoiseen ympäristöön. Nykyään on olemassa sellainen asia kuin "tuiketehokkuus". Se on laitteen vertailumuut PMT-tiedot.
Tässä konseptissa yhdistyy useita näkökohtia:
- Tehokkuus ottaa huomioon tuikelaitteen lähettämien fotoniemme määrän absorboitua energiayksikköä kohti. Tämä ilmaisin ottaa huomioon myös laitteen herkkyyden fotoneille.
- Tämän työn tehokkuus pääsääntöisesti arvioidaan vertaamalla tuiketehokkuutta, jota pidetään standardina.
Erilaisia tuikemuutoksia
Tuikelaskurin toimintaperiaate koostuu myös seuraavista yhtä tärkeästä näkökulmasta. Scintillaatioon voidaan tehdä tiettyjä muutoksia. Ne lasketaan erityisen lain mukaan.
Siinä I0 osoittaa tarkastelemamme tuikevoimakkuuden. Mitä tulee indikaattoriin t0- se on vakioarvo ja se ilmaisee ns. vaimennuksen aikaa. Tämä vaimeneminen näyttää ajan, jonka aikana intensiteetti laskee arvossaan tietyllä (e) kerta.
On myös tarpeen kiinnittää huomiota niin kutsuttujen fotonien määrään. Se on merkitty kirjaimella n laissamme.
Missä on tuikeprosessin aikana säteilevien fotonien kokonaismäärä. Nämä fotonit säteilevät tiettynä aikana ja rekisteröidään laitteeseen.
Fosforin työprosessit
Kuten kirjoitimme aiemmin, tuikelaskijattoimivat sellaisen alkuaineen kuin fosforin työn perusteella. Tässä elementissä suoritetaan niin kutsuttu luminesenssiprosessi. Ja se on jaettu useisiin tyyppeihin:
- Ensimmäinen laji on fluoresenssi.
- Toinen laji on fosforesenssi.
Nämä kaksi lajia eroavat toisistaan ensisijaisesti ajallisesti. Kun ns. vilkkuminen tapahtuu toisen prosessin yhteydessä tai 10-8 sekunnin luokkaa olevan ajanjakson aikana, tämä on ensimmäinen prosessityyppi. Mitä tulee toiseen tyyppiin, tässä aikaväli on jonkin verran pidempi kuin edellisessä tyypissä. Tämä ajallinen ero syntyy, koska tämä aikaväli vastaa atomin elinikää levottomassa tilassa.
Kokonaisuudessaan ensimmäisen prosessin kesto ei riipu lainkaan tämän tai toisen atomin levottomuusindeksistä, mutta mitä tulee tämän prosessin tuottoon, siihen vaikuttaa tämän elementin kiihtyvyys. On myös syytä huomata, että tiettyjen kiteiden levottomuuden tapauksessa ns. poistumisnopeus on jonkin verran pienempi kuin valoherätyksessä.
Mitä on fosforesenssi?
Tuikelaskurin etuja ovat fosforesenssiprosessi. Tämän käsitteen mukaan useimmat ihmiset ymmärtävät vain luminesenssin. Siksi tarkastelemme näitä ominaisuuksia tämän prosessin perusteella. Tämä prosessi on niin sanottu prosessin jatko tietyntyyppisen työn valmistumisen jälkeen. Kidefosforien fosforesenssi syntyy virityksen aikana syntyneiden elektronien ja reikien rekombinaatiosta. Tietyissäfosforikohteita, prosessia on täysin mahdotonta hidastaa, koska elektronit ja niiden reiät putoavat niin kutsuttuihin ansoihin. Juuri näistä ansoista ne voivat vapautua itsestään, mutta tätä varten ne, kuten muutkin aineet, tarvitsevat lisäenergiaa.
Tässä suhteessa prosessin kesto riippuu myös tietystä lämpötilasta. Jos prosessiin osallistuu myös muita orgaanisia molekyylejä, niin fosforesenssiprosessi tapahtuu vain, jos ne ovat metastabiilissa tilassa. Ja nämä molekyylit eivät voi mennä normaalitilaan. Vain tässä tapauksessa voimme nähdä tämän prosessin riippuvuuden nopeudesta ja itse lämpötilasta.
Taskurien ominaisuudet
Sillä on tuikelaskurin etuja ja haittoja, joita tarkastelemme tässä osiossa. Ensinnäkin kuvataan laitteen edut, koska niitä on melko paljon.
Spesialistit korostavat tilapäisten kykyjen melko suurta määrää. Ajan mittaan yksi tämän laitteen lähettämä pulssi ei ylitä kymmentä sekuntia. Mutta näin on, jos käytetään tiettyjä laitteita. Tällä laskurilla on tämä indikaattori useita kertoja vähemmän kuin muissa analogeissaan, joissa on riippumaton purkaus. Tämä edistää suuresti sen käyttöä, koska laskentanopeus kasvaa useita kertoja.
Tällaisten laskurien seuraava positiivinen laatu on melko pieni merkki myöhäisestä impulssista. Mutta tällainen prosessi suoritetaan vasta sen jälkeen, kun hiukkaset ovat läpäisseet rekisteröintiajan. se on samavoit tallentaa suoraan tämän tyyppisen laitteen pulssin ajan.
Lisäksi tuikelaskureilla on melko korkea tiettyjen hiukkasten rekisteröintitaso, mukaan lukien neuronit ja niiden säteet. Rekisteröinnin tason lisäämiseksi on välttämätöntä, että nämä hiukkaset reagoivat niin kutsuttujen ilmaisimien kanssa.
Laitteiden tuotanto
Kuka keksi tuikelaskurin? Tämän teki saksalainen fyysikko Kalman Hartmut Paul vuonna 1947, ja vuonna 1948 tiedemies keksi neutroniradiografian. Tuikelaskurin toimintaperiaate mahdollistaa sen valmistamisen melko suuressa koossa. Tämä myötävaikuttaa siihen, että on mahdollista suorittaa niin sanottu hermeettinen analyysi melko suuresta energiavuosta, joka sisältää ultraviolettisäteet.
Laitteeseen on myös mahdollista lisätä tiettyjä aineita, joiden kanssa neutronit voivat olla vuorovaikutuksessa melko hyvin. Tällä on tietysti välittömät positiiviset puolensa tämän tyyppisen laskurin valmistuksessa ja tulevassa käytössä.
Suunnittelutyyppi
Tuikelaskurin hiukkaset varmistavat sen korkealaatuisen suorituskyvyn. Kuluttajilla on seuraavat vaatimukset laitteen toiminnalle:
- ns. valokatodi on paras valonkeräyksen indikaattori;
- tässä valokatodissa on poikkeuksellisen tasainen valonjako;
- laitteessa olevat tarpeettomat hiukkaset ovat tummia;
- magneettikentillä ei ole minkäänlaista vaikutusta koko kantoa altoprosessiin;
- kerroin sisääntässä tapauksessa on vakaa.
Haitat tuikelaskimessa on minimaalisin. Töitä suoritettaessa on ehdottomasti varmistettava, että signaalityyppien pulssien amplitudi vastaa muun tyyppisiä amplitudeja.
Tiskipakkaus
Tuikelaskuri on usein pakattu metallisäiliöön, jonka toisella puolella on lasia. Lisäksi itse säiliön ja tuikeaineen väliin asetetaan kerros erikoismateriaalia, joka estää ultraviolettisäteiden ja lämmön pääsyn sisään. Muovisia tuikelaitteita ei tarvitse pakata suljettuihin säiliöihin, mutta kaikissa kiinteissä tuikeissa on oltava poistumisikkuna toisessa päässä. On erittäin tärkeää kiinnittää huomiota tämän laitteen pakkaukseen.
Metterin edut
Tuikelaskurin edut ovat seuraavat:
- Tämän laitteen herkkyys on aina korkeimmalla tasolla, ja sen suora tehokkuus riippuu suoraan tästä.
- Laitteen ominaisuuksiin kuuluu laaja valikoima palveluita.
- Kyky erottaa tietyt hiukkaset käyttää vain tietoa niiden energiasta.
Yllä olevista indikaattoreista johtuen tämäntyyppinen mittari ylitti kaikki kilpailijansa ja siitä tuli oikeutetusti paras laite laatuaan.
On myös syytä huomata, että sen haittoihin kuuluu herkkä havaintotietyn lämpötilan muutokset sekä ympäristöolosuhteet.
