Vigunduzi vya kupenyeza ni mojawapo ya aina za vifaa vya kupimia vilivyoundwa kutambua chembe msingi. Kipengele chao ni kwamba kusoma hutokea kwa matumizi ya mifumo ya mwanga-nyeti. Kwa mara ya kwanza vyombo hivi vilitumika mwaka 1944 kupima mionzi ya urani. Kuna aina kadhaa za vigunduzi kulingana na aina ya wakala anayefanya kazi.
Lengwa
Vigunduzi vya simenti hutumika sana kwa madhumuni yafuatayo:
- usajili wa uchafuzi wa mionzi ya mazingira;
- uchambuzi wa nyenzo za mionzi na tafiti zingine za kimwili na kemikali;
- tumia kama kipengele kuzindua mifumo changamano zaidi ya kigunduzi;
- utafiti wa spectrometric wa dutu;
- sehemu ya kuashiria katika mifumo ya ulinzi wa mionzi (kwa mfano, vifaa vya dosimetric vilivyoundwa kuarifu kuhusu kuingia kwa meli katika eneo la uchafuzi wa mionzi).
Kaunta zinaweza kutoa usajili wa uboramionzi na kupima nishati yake.
Mpangilio wa vigunduzi
Muundo msingi wa kitambua mionzi ya scintillation umeonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini.
Vipengele kuu vya kifaa ni kama ifuatavyo:
- kuzidisha picha;
- scintillator iliyoundwa ili kubadilisha msisimko wa kimiani ya fuwele kuwa mwanga unaoonekana na kuisambaza kwa kigeuzi cha macho;
- mguso wa macho kati ya vifaa viwili vya kwanza;
- kiimarishaji voltage;
- mfumo wa kielektroniki wa kurekodi misukumo ya umeme.
Aina
Kuna uainishaji ufuatao wa aina kuu za vigunduzi vya ukali kulingana na aina ya dutu ambayo huteleza inapoangaziwa na mionzi:
- Mita za halidi za alkali isokaboni. Zinatumika kusajili mionzi ya alpha, beta, gamma na neutroni. Aina kadhaa za fuwele moja huzalishwa katika sekta: iodidi ya sodiamu, cesium, potasiamu na lithiamu, sulfidi ya zinki, tungstates za chuma za alkali. Huwashwa na uchafu maalum.
- Fuwele za kikaboni na suluhu zenye uwazi. Kundi la kwanza ni pamoja na: anthracene, tolane, trans-stilbene, naphthalene na misombo mingine, kundi la pili ni pamoja na terphenyl, mchanganyiko wa anthracene na naphthalene, ufumbuzi imara katika plastiki. Zinatumika kwa vipimo vya wakati na kugundua neutroni za haraka. Kuamilisha viungio katika viunzi vya kikaboni siochangia.
- Kiwango cha gesi (He, Ar, Kr, Xe). Vigunduzi vile hutumiwa hasa kuchunguza vipande vya fission ya nuclei nzito. Urefu wa wimbi la mionzi iko katika wigo wa urujuanimno, kwa hivyo zinahitaji picha zinazofaa.
Kwa vigunduzi vya nyutroni za scintillation na nishati ya kinetic hadi keV 100, fuwele za salfidi ya zinki zilizowashwa kwa isotopu ya boroni yenye nambari ya molekuli 10 na 6Li hutumika. Wakati wa kusajili chembe za alpha, salfidi ya zinki inawekwa kwenye safu nyembamba kwenye substrate inayowazi.
Kati ya misombo ya kikaboni, plastiki ya scintillation ndizo zinazotumiwa sana. Wao ni ufumbuzi wa vitu vya luminescent katika plastiki ya juu ya Masi. Mara nyingi, plastiki ya scintillation hufanywa kwa msingi wa polystyrene. Sahani nyembamba hutumiwa kusajili mionzi ya alpha na beta, na sahani nene hutumiwa kwa gamma na X-rays. Wao huzalishwa kwa namna ya mitungi ya uwazi iliyosafishwa. Ikilinganishwa na aina zingine za viunzi, viunzi vya plastiki vina faida kadhaa:
- muda mfupi wa mweko;
- upinzani wa uharibifu wa mitambo, unyevu;
- uthabiti wa sifa katika viwango vya juu vya mfiduo wa mionzi;
- gharama nafuu;
- rahisi kutengeneza;
- ufanisi wa juu wa usajili.
Viongeza-picha
Kipengele kikuu cha utendaji cha kifaa hiki ni kiongeza picha. Ni mfumo wa electrodes vyemakwenye bomba la glasi. Ili kulinda dhidi ya mashamba ya nje ya magnetic, huwekwa kwenye casing ya chuma iliyofanywa kwa nyenzo yenye upenyezaji wa juu wa magnetic. Hii hulinda muingiliano wa sumakuumeme.
Katika fotomultiplier, mwako wa mwanga hubadilishwa kuwa msukumo wa umeme, na mkondo wa umeme pia hukuzwa kutokana na utoaji wa ziada wa elektroni. Kiasi cha sasa kinategemea idadi ya dynodes. Kuzingatia kwa elektroni hutokea kutokana na uwanja wa umeme, ambayo inategemea sura ya electrodes na uwezo kati yao. Chembe zilizopigwa nje huharakishwa katika nafasi ya interelectrode na, zikianguka kwenye dynode inayofuata, husababisha utoaji mwingine. Kutokana na hili, idadi ya elektroni huongezeka mara kadhaa.
Kitambuzi cha kusindika: jinsi kinavyofanya kazi
Kaunta hufanya kazi kama hii:
- Chembe iliyochajiwa huingia kwenye dutu inayofanya kazi ya scintillator.
- Uayoni na msisimko wa fuwele, myeyusho au molekuli za gesi hutokea.
- Molekuli hutoa fotoni na baada ya mamilioni ya sekunde hurudi kwenye usawa.
- Katika kiongeza picha, mweko wa mwanga "hukuzwa" na kugonga anodi.
- Saketi ya anode hukuza na kupima mkondo wa umeme.
Kanuni ya utendakazi wa kigunduzi cha kuunguza inategemea hali ya mwangaza. Sifa kuu ya vifaa hivi ni ufanisi wa ubadilishaji - uwiano wa nishati ya mwako wa mwanga kwa nishati inayopotea na chembe katika dutu hai ya scintillator.
Faida na hasara
Faida za vigunduzi vya mionzi ya scintillation ni pamoja na:
- ufanisi wa juu wa ugunduzi, haswa kwa miale ya juu ya nishati ya mawimbi mafupi ya gamma;
- azimio zuri la muda, yaani, uwezo wa kutoa taswira tofauti ya vitu viwili (inafikia 10-10 s);
- kipimo cha wakati mmoja cha nishati ya chembe zilizogunduliwa;
- uwezekano wa kutengeneza kaunta za maumbo mbalimbali, usahili wa ufumbuzi wa kiufundi.
Hasara za vihesabio hivi ni unyeti mdogo kwa chembe zenye nishati kidogo. Zinapotumiwa kama sehemu ya spectromita, uchakataji wa data iliyopatikana huwa mgumu zaidi, kwa kuwa wigo una umbo changamano.
