Ein Funkeln-Schalter misst ionisierende Strahlung. Der Sensor, genannt einen scintillator, besteht aus einem durchsichtigen Kristall, gewöhnlich Phosphor, Plastik (gewöhnlich anthracene enthaltend), oder organische Flüssigkeit (sieh flüssiges Funkeln zählen), dass fluoresces, wenn geschlagen, durch die ionisierende Strahlung. Eine empfindliche Photovermehrer-Tube (PMT) misst das Licht vom Kristall. Der PMT wird einem elektronischen Verstärker und anderer elektronischer Ausrüstung beigefügt, um vielleicht den Umfang der durch den Photovermehrer erzeugten Signale aufzuzählen und zu messen. Funkeln-Schalter werden weit verwendet, weil sie billig noch mit der guten Quant-Leistungsfähigkeit gemacht werden können.

Geschichte

Der moderne elektronische Funkeln-Schalter wurde 1944 von Herrn Samuel Curran erfunden, während er am Projekt von Manhattan an der Universität Kaliforniens an Berkeley arbeitete, und es auf der Arbeit von früheren Forschern basiert, die zurück bis Antoine Henri Becquerel reichen, dem allgemein das Entdecken der Radioaktivität zugeschrieben wird, während er an der Phosphoreszenz von bestimmten Uran-Salzen (1896) arbeitet. Der Spinthariscope war eine frühe Methode, die Funkeln-Ereignisse nach Augenmaß zu entdecken.

Entdecker-Operation

Wenn eine beladene Partikel den scintillator schlägt, wird ein Blitz des Lichtes erzeugt, der kann oder im sichtbaren Gebiet des Spektrums nicht sein kann. Jede beladene Partikel erzeugt einen Blitz. Wenn ein Blitz in einem sichtbaren Gebiet erzeugt wird, kann er durch ein Mikroskop beobachtet und - eine historische verwendete Methode aufgezählt werden, bevor elektronische Mittel entwickelt wurden.

Die Kombination eines scintillator und Photovermehrers bildet die Basis des Funkeln-Gegenapparats. Wenn eine beladene Partikel den Phosphor durchführt, sind einige von den Atomen von Phosphor aufgeregt und strahlen Fotonen aus. Die Intensität des leichten Blitzes hängt von der Energie der beladenen Partikeln ab. Cäsium iodide (CsI) in der kristallenen Form wird als der scintillator für die Entdeckung von Protonen und Alphateilchen verwendet; Natrium iodide (NaI), einen kleinen Betrag des Thalliums enthaltend, wird als ein scintillator für die Entdeckung von Gammawellen verwendet.

Der Funkeln-Schalter hat eine Schicht von Phosphor, der an einem der Enden des Photovermehrers zementiert ist. Seine innere Oberfläche wird mit einem Photoemitter angestrichen. Dieser fotoelektrische Emitter wird eine Photokathode genannt und wird mit dem negativen Terminal einer Hochspannungsquelle verbunden. Mehrere accelrating Elektroden haben gerufen dynodes werden in der Tube bei der Erhöhung positiven Potenzials eingeordnet. Wenn eine beladene Partikel den Phosphor schlägt, wird ein Foton ausgestrahlt. Dieses Foton schlägt die Photokathode im photomultipier, ein Elektron veröffentlichend. Dieses Elektron beschleunigt sich zum ersten dynode und schlägt ihn. Vielfache sekundäre Elektronen werden ausgestrahlt, die sich zum zweiten dynode beschleunigen. Mehr Elektronen werden ausgestrahlt, und die Kette geht weiter, die Wirkung der ersten beladenen Partikel multiplizierend. Als die Elektronen den letzten dynode erreichen, genug sind veröffentlicht worden, um einen Stromspannungspuls über die Außenwiderstände zu senden. Dieser Stromspannungspuls wird verstärkt und durch den elektronischen Schalter registriert.

Entdecker-Wirksamkeit

Die Quant-Leistungsfähigkeit eines Gammastrahl-Entdeckers (pro Einheitsvolumen) hängt von der Dichte von Elektronen im Entdecker ab, und bestimmte funkelnde Materialien, wie Natrium iodide und Wismut germanate, erreichen hohe Elektrondichten infolge der hohen Atomnummern von einigen der Elemente, aus denen sie zusammengesetzt werden. Jedoch haben Entdecker, die auf Halbleitern, namentlich hyperreinem Germanium gestützt sind, bessere innere Energieentschlossenheit als scintillators, und werden wo ausführbar, für die Gammastrahl-Spektrometrie bevorzugt. Im Fall von Neutronentdeckern wird hohe Leistungsfähigkeit durch den Gebrauch von funkelnden Materialien gewonnen, die an Wasserstoff diese Streuung Neutronen effizient reich sind. Flüssige Funkeln-Schalter sind ein effizientes und praktisches Mittel, Beta-Radiation zu messen.

Anwendungen

Funkeln-Schalter werden verwendet, um Radiation in einer Vielfalt von Anwendungen zu messen.

• Personal und Umweltüberwachung
• Medizinische Bildaufbereitung
• National und Heimatssicherheit
• Grenzsicherheit
• Kernkraftwerk-Sicherheit
• Niveaus von Radon in Wasser

Mehrere Produkte sind auf dem Markt eingeführt worden, der Funkeln-Schalter für die Entdeckung von potenziell gefährlichen gammaausstrahlenden Materialien während des Transports verwertet. Diese schließen Funkeln-Schalter ein, die für Frachtterminals, Grenzsicherheit, Häfen entworfen sind, wiegen Brücke-Anwendungen, rangieren Metallhöfe und Verunreinigungsüberwachung des radioaktiven Abfalls aus. Es gibt Varianten von Funkeln-Schaltern, die auf Pritschenwagen und Hubschraubern für die schnelle Antwort im Falle einer Sicherheitssituation wegen schmutziger Bomben oder radioaktiver Verschwendung bestiegen sind. Tragbare Einheiten werden auch allgemein verwendet.

Alpha und Beta-Verunreinigungsentdeckung

Der Industrieverunreinigungsmithörentdecker, aus einem scintillator und Photovermehrer-Tube bestehend, findet breite Anwendung im Feld der radioaktiven Verunreinigungsüberwachung des Personals und der Umgebung. Entdecker werden entworfen, um ein oder zwei Funkeln-Materialien abhängig von der Anwendung zu haben. Solcher weil wird Zinksulfid für die Alphateilchen-Entdeckung verwendet, während Plastik scintillators für die Beta-Entdeckung verwendet wird. Die resultierenden Funkeln-Energien können unterschieden werden, so dass Alpha und Beta-Zählungen getrennt mit demselben Entdecker gemessen werden können. "Einzelner Phosphor" Entdecker wird entweder für das Alpha oder für Beta verwendet, und "Doppelphosphor" Entdecker wird verwendet, um beide zu entdecken. Diese Entdecker werden sowohl in tragbarem verwendet als auch haben Mithörausrüstung befestigt. Solche Instrumente sind im Vergleich zum proportionalen Gasentdecker relativ billig. Sie sind auch im Stande, zwischen dem Alpha und Beta zu unterscheiden, das die Tube von Geiger nicht kann.

Funkeln-Schalter als ein Spektrometer

Scintillators wandeln häufig ein einzelnes Foton der hohen Energieradiation in die hohe Zahl von Fotonen der niedrigeren Energie um, wo die Zahl von Fotonen pro megaelectronvolt der Eingangsenergie ziemlich unveränderlich ist. Durch das Messen der Intensität des Blitzes (die Zahl der Fotonen, die durch den Röntgenstrahl oder das Gammafoton erzeugt sind), ist es deshalb möglich, die Energie des ursprünglichen Fotons wahrzunehmen.

Das Spektrometer besteht aus einem passenden scintillator Kristall, einer Photovermehrer-Tube und einem Stromkreis, für die Höhe der durch den Photovermehrer erzeugten Pulse zu messen. Die Pulse werden aufgezählt und durch ihre Höhe sortiert, einen x-y Anschlag der Scintillator-Blitz-Helligkeit gegen die Zahl der Blitze erzeugend, die dem Energiespektrum der Ereignis-Radiation mit einigen zusätzlichen Kunsterzeugnissen näher kommt. Eine monochromatische Gammastrahlung erzeugt eine Photospitze an seiner Energie. Der Entdecker zeigt auch Antwort an den niedrigeren Energien, die von Compton verursacht sind, der sich zwei kleineren Flucht-Spitzen an Energien 0.511 und 1.022 MeV unter der Photospitze für die Entwicklung von Elektronpositron-Paaren zerstreut, wenn ein oder sowohl Vernichtungsfoton-Flucht als auch eine Rückstreuung kulminieren. Höhere Energien können gemessen werden, wenn zwei oder mehr Fotonen den Entdecker fast gleichzeitig (Karambolage, innerhalb der Zeitentschlossenheit der Datenerfassungskette) schlagen, erscheinend, weil Summe mit Energien bis zum Wert von zwei oder mehr hinzugefügten Photospitzen kulminiert.

Siehe auch

• Gammaspektroskopie
• Geigerzähler
• Flüssiges Funkeln, zählend
• Zelle von Lucas