Приемники рентгеновского излучения

Приемники рентгеновского излучения

• Приемник излучения В качестве рентгеновского приемника вы можете использовать фотоматериал и рентгеновский квантовый счетчик: ионизацию и сцинтилляцию. Запишите излучение, используя тот же счетчик. Рентгеновский анализ часто использует два слоя специальной рентгеновской пленки.

• Чтобы увеличить чувствительность к рентгеновскому излучению, содержание бромида серебра было увеличено по сравнению с обычными фотопластинками в эмульсиях рентгеновской пленки. Счетчик ионизации. Схема счетчика ионизации приведена на рисунке. 6.3. Счетчик представляет собой двухэлектродное устройство. Цилиндрический катод и анод в виде металлической нити, простирающейся вдоль оси цилиндра.

ЛюПространство в трубе между электродами заполнено газом (таким как аргон) при пониженном давлении.дмила Фирмаль

В зависимости от режима работы это устройство может быть ионизационной камерой, пропорциональным счетчиком или счетчиком Гейгера-Мюллера. Счетчик основан на ионизации газового наполнителя. При низком напряжении ток не протекает через измеритель (Рисунок 6.4). Ионы аргона ионизируются под действием рентгеновского излучения Ar + h \ = Ar + + e ~ Электроны, генерируемые при столкновениях, вызывают ионизацию других атомов аргона.

Из-за приложенного напряжения ионы Ar + движутся к катоду и электронному аноду. Однако, когда напряжение низкое, скорость движения мала, и большинство ионов успевают рекомбинировать до достижения электрода. При увеличении напряжения примерно до V] (рис. 6.4) скорость иона увеличивается, а вероятность рекомбинации уменьшается.

«Насыщение» происходит при V, и сила тока не увеличивается, даже если напряжение увеличивается дальше. При этом напряжении все ионы образовались Рисунок 6.3. Счетчик ионизации: Рисунок 6.4. отравление / — Стеклянная колба, 2 — катодная. Я пульс стресса Анод НТ, 4 источника высокого напряжения Он достигает электрода и никакой рекомбинации на самом деле не происходит.

Очевидно, что при напряжениях V <V \ устройства, которые измеряют интенсивность рентгеновского излучения, не могут быть использованы. В диапазоне напряжений от V1 до Vg, области насыщения, устройство работает в режиме ионной камеры. Ионизационная камера используется для измерения рентгеновских лучей относительно высокой интенсивности (генерирующих от 105 до 106 импульсов в минуту).

По мере увеличения напряжения противоэлектрода скорость электронов увеличивается и происходит ударная ионизация. Наблюдается лавинное увеличение «газового усиления» и количества ионов. Амплитуда импульса (скачок потенциала) в этих условиях изменяется пропорционально энергии фотона и составляет от 10 до 4 … 10 «* 2 В. Устройства, работающие в этой области, называются пропорциональными счетчиками.

Диапазон напряжений от V3 до V4 называется ограниченной областью. В течение этого интервала ионизационное устройство не используется. В V4-V & регионе лавинообразная ионизация происходит независимо от энергии фотона при нажатии на счетчик фотонов. Это регион Гейгера. Устройства, которые работают в этом режиме, называются счетчиками Гейгера -Mül-ler a.

Электроны в счетчике движутся к нити, а положительно заряженные ионы движутся к цилиндру. Вблизи нити накала электрическое поле увеличивается до значения, при котором происходит ударная ионизация и образуется значительное количество электронов и катионов. За очень короткое время, порядка 1SG -7 секунд, электроны накапливаются в контрструне. За такое короткое время катионы не могут заметно двигаться заметным образом.

• Эти поля экранируют поле филамента и исключают возможность ударной ионизации. По мере того как слой положительных ионов удаляется от нити накала, экранирующий эффект ослабевает, и функция противодействия, которая обнаруживает появление ионов, восстанавливается. ают «мертвый» счетчик времени. Он имеет длину от 4 до 10. 10 Через 5 секунд катионы достигают катода и разряжаются.

Разряд этих ионов может сопровождаться образованием ультрафиолетового света и электронов, что приводит к созданию новых электронов в электрическом поле. Поэтому лавинный разряд происходит на счетчике. Такое новое рентгеновское квантовое проникновение в «горящий» счетчик извне не может быть обнаружено, поскольку интенсивность тока не может быть существенно изменена.

В самозатухающих счетчиках к основному наполнителю аргона добавляют определенное количество (до 10%) многоатомных паров (этиловый спирт, ксилол и т. Д.). Людмила Фирмаль

Многоатомные молекулы поглощают фотоны и разрушаются без испускания. Это существенно снижает фотоэлектрический эффект на катоде до нуля. Кроме того, поскольку потенциал ионизации аргона намного выше, многоатомные молекулы легко отдают электроны катиону аргона во время столкновений.

C2H5OH + Ar + = C2H5ON + + Ar Большие многоатомные ионы имеют низкую кинетическую энергию, поэтому они не выбивают электроны на катоде. Как видите, самозатухание счетчика достигается разрушением и диссоциацией многоатомных соединений. Это, естественно, ограничивает срок службы самозатухающего счетчика. В последнее время хлор и бром были использованы в качестве добавок, которые вызывают самозатухающий эффект в счетчиках.

Поскольку процесс диссоциации молекул галогена на атомы обратим, галогенные измерители наполнения работают при низких напряжениях (до 400 В) и имеют бесконечный срок службы. Сцинтилляционный счетчик. Работа сцинтилляционного счетчика основана на сцинтилляционных измерениях. Сцинтиллятор — это вспышка, которая появляется в сцинтилляторе под воздействием рентгеновских лучей (рис. 6.5).

В качестве сцинтиллятора используется вещество, которое излучает мигающий свет, который возбуждается под действием рентгеновского излучения, переходит в нормальное состояние и фиксируется фотоумножителем (ФЭУ). Сцинтиллятором могут быть, например, Nal, ZnS, антрацен и многие другие вещества. Большой интерес к сцинтилляционным счетчикам обусловлен отсутствием «мертвого» времени, которое более чувствительно ко всем типам излучения, чем ионизация, и имеет высокое разрешение (до 10–9 секунд).

Кроме того, лучистая энергия может быть измерена с помощью сцинтилляционного счетчика. Рисунок 6.5. Сцинтилляционный счетчик: / -сцинтиллятор, 2-фотокатод. 3-х фотоумножители, 4, 5, 6, 8, 9, 10 — эмиттер, 7 — анод Другие рентгеновские приемники. Рентгеновское излучение также может быть записано непосредственно с помощью фотоумножителя (ФЭУ) и фотоэлемента с использованием счетчика кристаллов и калориметрии.

Некоторые металлы и сплавы после специальной поверхностной активации (например, сплавы тантала, меди и бериллия) могут использоваться в качестве катодов ФМТ для прямого измерения интенсивности рентгеновского излучения. Этот тип ФЭУ имеет открытое окно, что особенно ценно при работе в области мягкого рентгеновского излучения.

Чувствительность традиционных солнечных элементов (например, селена) к рентгеновскому излучению примерно в 1000 раз менее чувствительна к излучению в видимой части спектра. Для повышения чувствительности поверхность фотоэлемента покрыта составом, который может излучать свет под воздействием рентгеновского излучения.

Этот тип устройства успешно используется в аналитических упражнениях. Например, счетчик кристаллов представляет собой полупроводниковый монокристалл типа CdS, который обнаруживает значительное уменьшение при облучении рентгеновским излучением. Сопротивление. Эти счетчики очень перспективны из-за их чувствительности к ионизации, но они не требуют стабильного высокого напряжения на источнике питания.

Смотрите также:

Решение задач по аналитической химии

Источник возбуждения	Конструкции рентгеновских спектральных приборов
Диспергирующий элемент	Качественный рентгеноспектральный анализ