Сцинтилляторы органические пластические

Хотя другие одинарные системы, чистые жидкости и чистые пластики, также сцинтиллируют, их эффективность недостаточна для практического использования. Бинарные кристаллические растворы хотя и являются эффективными сцинтилляторами, но редко используются для этих целей, так как значительно легче приготовить и удобнее использовать другие типы бинарных систем. Однако изучение кристаллических растворов имеет значение с точки зрения выяснения роли процесса переноса энергии в органических кристаллах. Тройные кристаллические растворы также являются потенциальными сцинтилляторами, но сравнительно большая сложность получения не позволяет им конкурировать с тройными жидкими и пластическими системами. Изредка используются четверные и даже более сложные жидкие и пластические растворы, но их свойства можно непосредственно объяснить, исходя из свойств перечисленных выше более простых систем. [c.153]

Экспериментальные значения р не являются постоянными в пределах данной полосы поглощения, они меняются при изменении коэффициента погашения е. По-видимому, имеется прямая корреляция между величиной р и глубиной проникновения ( 1/е) возбуждающего излучения. Отсюда Р может определяться поверхностным эффектом, подобным рассмотренному в разделе V, 2. Аналогичная зависимость р от 1/е при оптическом возбуждении наблюдалась в случае кристаллов антрацена [75] и растворов полистирол — ТФБ [15] ив каждом случае была отнесена за счет поверхностного эффекта. Сцинтилляционная эффективность жидких растворов, возбужденных а-частицами малой энергии [53], уменьшается вблизи поверхности до значений, наблюдаемых в случае органических кристаллов и пластических растворов (см. раздел V, 2, рис. 7 и 10). Есть основание полагать, что поверхностное тушение является общим процессом для всех сцинтилляторов, у которых возбуждение мигрирует перед испусканием, и что оно будет наблюдаться всякий раз, когда глубина проникновения падающего излучения меньше, чем средняя длина свободного пробега / миграции возбуждения. [c.162]

Таким образом, по-видимому, имеются три возможных процесса, которые могут вызвать уменьшение сцинтилляционной эффективности за счет поверхностных эффектов а) испускание или потеря на поверхности энергии возбуждения, которая достигает поверхности либо в виде экситонов, либо в виде фотонов б) тушение молекулами примесей в поверхностном слое и в) обратное рассеяние падающего ионизирующего излучения. Исследования чувствительности пластического сцинтиллятора NE 101 по отношению к внешним электронам дают возможность оценить относительную роль этих трех процессов [173]. Авторы сравнивают чувствительность образца в виде плоского диска с чувствительностью образца в виде цилиндра с углублением диаметром 3 мм и глубиной 12 мм, внутри которого фокусируются электроны из р-спектрометра. Сцинтилляционная чувствительность плоского образца меняется нелинейно при изменении энергии электронов Е при Е<. 120 кэв, линейная часть кривой чувствительности при более высоких значениях энергии при экстраполяции пересекается с координатной осью при значении Е = 29,6 кэв, соответствующем типичному поверхностному эффекту. С другой стороны, кривая чувствительности сцинтиллятора с углублением, линейная вплоть до энергии Е 20 кэв, при экстраполяции пересекается с осью при Е = 4,1 кэв. Таким образом, использование углубления, которое сводит к минимуму испускание на поверхности и обратное рассеяние, устраняет основную часть эффекта уменьшения эффективности флуоресценции за счет поверхностных явлений. Сделано заключение, что в NE 101 и, вероятно, в других органических сцинтилляторах основной [c.181]

Другим неблагоприятным моментом в опубликованных работах является продолжающееся использование в качестве стандарта для сравнения кристаллов антрацена. Хотя антрацен характеризуется почти самой высокой эффективностью по сравнению с другими органическими сцинтилляторами и вследствие этого кажется вполне пригодным для использования в качестве стандарта, он, однако, имеет чрезвычайно большое самопоглощение, так что его эффективность зависит от толщины образца, а поверхность заметным образом повреждается вследствие окисления при хранении его на воздухе. Кроме того, трудно получить безупречные кристаллы антрацена, свободные от внутренних трещин и дефектов. В качестве стандарта для сравнения значительно более удобен был бы жидкий сцинтиллятор, очищенный от кислорода, или стандартный пластический сцинтиллятор, стабильность которого во времени проверена. [c.202]

Хотя по переносу энергии в смешанных органических кристаллах выполнено множество исследований [7, 31, 32, 67, 71, 105, 142—150], эти системы не нашли всеобщего применения в качестве практических сцинтилляторов. Основная причина этого, по-видимому, заключается в том, что их приготовить труднее, чем пластические сцинтилляторы или сцинтилляторы с жидкими растворами. Тем не менее такие системы смешанных кристаллов, как антрацен в нафталине, по-видимому, дают возможность получить лучшую эффективность по сравнению с органическими сцинтилляторами, применяемыми в настоящее время. Большие кристаллы нафталина, достигающие нескольких дюймов в диаметре, могут быть получены при выращивании кристаллов непосредственно из расплава [29] аналогичным методом могут быть приготовлены смешанные кристаллы. [c.221]

Наличие анизотропии сцинтилляционной чувствительности по отношению к а-частицам объясняет различие значений параметра кВ тушения при ионизации, полученных для различных органических сцинтилляторов (раздел У,1). Для сцинтиллятора с пластическим раствором типа МЕ 102, который должен иметь изотропную сцинтилляционную чувствительность, кВ = 10 мг-см- Мэв . Для кристаллов антрацена, возбуждаемых частицами, падающими вдоль оси с, кВ = 6,6 мг СМ Мэв -, так что кВ умень-щено в 1,52 раза по сравцению со значением при изотропной чувствительности. Эта величина равна наблюдаемой анизотропии чувствительности К = 1,52 для а-частиц с энергией 6,56 Мэе. Для кристаллов транс-стильбена, возбуждаемых аналогичным образом, кВ = 13,7 см воздушного экви- [c.178]

Результаты измерений [111, 176, 178] продолжительности времени затухания сцинтилляций у различных промышленных сцинтилляторов с пластическими растворами представлены в табл. 1. Имеется несколько причин, почему к этим данным следует относиться весьма критически при использовании их для выбора пластического сцинтиллятора, предназначенного для быстрого счета сцинтилляций. Интервал значений, даваемых для сцинтиллятора одного-единственного типа (синтилон), перекрывает весь интервал значений почти для всех других сцинтилляторов (за исключением четырех). Величина т заметным образом зависит от толщины, которая во многих случаях не определялась. Критерием временного разрешения органического сцинтиллятора в предположении, что время разгорания сцинтилляции мало, является величина М = Tlx [уравнение (69), где Т — практическая сцинтилляционная эффективность. Наличие в сцинтилляторе какой-либо примеси, действующей в качестве тушащего агента, может уменьшить величину т, но в то же время оно может уменьшить и вели- [c.188]

Пластические сцинтилляторы — твердые растворы некоторых органических сцинтилляторов в полистироле или поливинилтолуоле — обладают хорошими оптическими свойствами, в них можно вводить различные соединения для увеличения эффективности регистрации нейтронов и у-квантов. Пластические сцинтилляторы можно помещать в вакуум, так как давление насыщенных паров у них значительно ниже, чем у органических кристаллов. В качестве активаторов (1-5 %) используют стильбен, бифенил, нафталин, тет-рафенилбутадиен, пиразолин и т. п. [c.74]

Первыми органическими сцинтилляторами являлись чистые монокристаллы нафталина и антрацена. В 1950 г. были выполнены три работы, которые позволили значительно расширить число подходящих систем органических сцинтилляторов. Бирке [7] показал, что твердые растворы антрацена в кристаллах нафталина дают значительно большие сцинтилляционные импульсы, чем кристаллы чистого нафталина. Рейнольдс, Гаррисон и Салвини [8] обнаружили, что сцинтилляции в некоторых жидких органических растворах, особенно в растворе п-терфенила в толуоле, по величине сравнимы с сцинтилляциями в антрацене. Шорр и Торни [9] приготовили твердые растворы л-терфенила в полистироле и обнаружили, что такие пластические органические растворы также эффективно работают в качестве сцинтилляторов. [c.152]

Всякое флуоресцирующее органическое соединение является потенциальным сцинтиллятором или компонентой сцинтилляционной системы. Его эффективность в качестве сцинтиллятора определяется такими молекулярными характеристиками, как спектры испускания и поглощения, квантовый выход флуоресценции, время затухания флуоресценции и т. д., и поэтому число эффективных сцинтилляционных соединений ограниченно. Общей чертой строения эффективных органических сцинтилляторов является то, что они содержат ненасыщенные плоские ароматические молекулы, обычно полициклические углеводороды и их производные, у которых имеются л-электронные системы, способные давать флуоресценцию и (или) осуществлять межмолекулярный перенос энергии. Этому требованию удовлетворяют все чистые кристаллы, первичные и вторичные растворенные вещества, используемые в практически осуществленных сцинтилляционных системах. Сказанное относится также к алкилбензолам и ароматическим виниловым полимерам, которые использунзтся в качестве растворителей в лучших сцинтилляторах с жидкими и пластическими растворами. [c.153]

Если органический сцинтиллятор возбуладается падающими на него ионизирующими частицами, остаточный путь которых меньше 1 см воздушного эквивалента или 8 мк в сцинтилляторе, то оказывается, что dL/dx меньше, чем можно было бы ожидать, согласно уравнению (37) или исходя из чувствительности по отношению к более проникающей радиации. Этот эффект впервые наблюдался при возбуждении кристаллов антрацена а-час-тицами [46]. Если остаточный путь а-частицы х > 8 мм воздушного экви- Ч> валента, то L возрастает линейно при увеличении х в соответствии с уравнением (38). Если же л < 8 мм воздушного эквивалента, то L меняется нелинейно при изменении х и dL/dx уменьшается, приближаясь примерно к половине теоретического или основного значения при л = 0. Аналогичное явление наблюдается в случае кристаллов транс-стильбена и п-терфенила [47], в случае жидких растворов [53] и пластических сцинтилляторов [49, 51] (см. рис. 7). [c.179]

Среди большого числа исследованных органических соединений несколько, а именно антрацен, транс-стильбен и п-терфенил, обычно применяются в виде монокристаллов в сцинтилляционных счетчиках. Другие соединения, такие, как п-квартерфенил, выполняют функции смесителя спектра и используются в виде слоя кристаллического порошка в сочетании с газовыми сцинтилляторами, тогда как некоторые другие соединения с большой величиной ( ох)о и подходящим спектром испускания применяются в качестве первичных и вторичных растворенных веществ в жидких и пластических растворах. При выборе подходящих веществ для различных целей важно учитывать не только сцинтилляционные характеристики, но и другие факторы, такие, как стоимость, доступность, легкость приготовления, очистки и выращивания кристаллов, давление паров и растворимость. [c.207]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология