Сцинтилляторы органические эффективность

Антрацен — двоякопреломляющий бесцветный кристалл с фиолетовой опалесценцией, в проходящем свете — соломенно-желтый, имеет наибольщую среди органических сцинтилляторов конверсионную эффективность ( 4 %), с понижением температуры до -70 °С конверсионная эффективность достигает 6%. Гигроскопичен. Радиационная длина — 1,52 см. Кристалл очень непрочен и при резких изменениях температуры растрескивается. Используется обычно для регистрации Р-излучения. [c.74]

Излучение Черенкова может быть использовано для регистрации радиоизотопов, испускающих жесткие Р-лучи, например Р. При этом не требуется добавления сцинтиллятора и, следовательно, не происходит химического тушения. Для измерения просто готовят раствор образца, для чего можно использовать широкий набор смесей растворителей, включая органические растворители, хлорную кислоту, воду и т.д., а затем измеряют радиоактивность прямо в сцинтилляционном счетчике. Эффективность счета зависит от энергии р-частиц, так что на практике слабые р-излучатели не могут быть зарегистрированы. Эффективность регистрации радиоизотопов с различными энергиями Р-частиц приблизительно характеризуется следующими величинами [c.458]

Жидкостной сцинтилляционный счетчик позволяет быстро и эффективно анализировать различные меченные радиоактивными изотопами органические и неорганические соединения, а также биологические препараты. Высокая общая эффективность счета и легкость подготовки образцов для анализа делают этот метод особенно привлекательным при работе с веществами, меченными H С " и 8 . В большинстве случаев можно использовать систему, обладающую способностью растворять исследуемое органическое соединение если же такую систему подобрать не удается, то очень хорошие результаты дает суспендирование анализируемого вещества в жидком [69] или тиксотропно-геле-образном [71] сцинтилляторе. В последнем случае анализ веществ, меченных тритием, осуществить не удается, так как само-поглощение очень мягких р-лучей частицами суспензии слишком велико. Поправку на отклонения, например вследствие тушения, можно определить после подсчета активности пробы, добавляя внутренний стандарт. Метод можно использовать для одновременного анализа двух или трех радиоактивных изотопов при условии, если энергетические спектры их излучения достаточно сильно различаются. Опубликованы обзорные статьи, посвященные жидкостным сцинтилляционным счетчикам [99—101]. [c.28]

Для регистрации р-излучения одним из самых эффективных органических сцинтилляторов является антрацен СиНю его конверсионная эффективность около 4%, длительность сцинтилляцией 2 10 сек. [c.27]

Кристаллические сцинтилляторы обычно применяют в виде специально выращенных монокристаллов. Как и для других органических сцинтилляторов, их наиболее важными техническими характеристиками наряду со световыходом (конверсионной эффективностью) являются время высвечивания, характер спектра флуоресценции и прозрачность к собственному излучению. При определении возможности практического использования органических соединений в качестве кристаллических сцинтилляторов очень важна их доступность, легкость очистки от тушащих примесей и превращения в монокристаллы. [c.243]

Обнаружение и спектрометрия (получение частотного спектра энергии) электронов (в том числе 3-частиц) проводится с использованием органических сцинтилляторов. Обладая малым эффективным атомным номером, эти материалы дают незначительное обратное рассеяние, которое приводит к потере части энергии электронов. Малый эффективный атомный номер сводит к минимуму интерференцию у-излучения (см. раздел П.З). В качестве сцинтилляторов могут применяться как монокристаллы, так и растворы. [c.48]

Антрацен. Степень превращения энергии заряженных частиц в фотоны максимальна по сравнению с другими органическими кристаллами, хотя и ниже, чем у только что рассмотренных неорганических сцинтилляторов. Сравнительно легко могут быть получены большие монокристаллы, которые обладают низкой реабсорбцией. Антрацен пригоден для регистрации у- и -частиц при регистрации у-квантов его эффективность мала, в частности, потому, что он состоит из атомов с малыми Z. [c.96]

По мере возрастания интереса к колоночной хроматографии становилось ясно, что антрацен является далеко не лучшим сцинтиллятором для проточных кювет. Опыт показал, что некоторые вещества адсорбируются или удерживаются антраценом, что приводит к появлению эффектов памяти , которые не всегда удается предвидеть. Поскольку антрацен растворяется в органических растворителях, он позволяет работать только с водными растворами. Кроме того, эффективность регистрации излучения при использовании антрацена очень низкая. [c.166]

При работе с изотопами, излучающими р-частицы достаточно высокой энергии, например можно использовать очень простую проточную кювету со счетчиком Гейгера — Мюллера. Для регистрации соединений меченных изотопами С и 5, применяют один из методов с использованием проточной кюветы или собирают фракции элюата с последующим жидкостным сцинтилляционным счетом. При работе с тритием твердые органические, неорганические и стеклянные сцинтилляторы дают очень низкую эффективность регистрации, что создает затруднения при работе с малыми количествами этого изотопа. В этом случае следует применять жидкостный сцинтилляционный счет либо потока элюата,. либо отобранных фракций. [c.180]

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]

Сцинтилляционная эффективность уменьшается, если для возбуждения используют частицы более тяжелые, чем электроны, например протоны или а-частицы. Такие частицы дают более высокую ионизацию и большую плотность возбуждения в сцинтилляторе обнаружено, что эти эффекты сопровождаются уменьшением сцинтилляционной эффективности. Так называемый эффект тушения при ионизации однотипен во всех органических сцинтилляторах. Вследствие этого эффекта энергетический выход сцинтиллятора (определяемый как энергия, испускаемая при сцинтилляции) по отношению к электронам, протонам и а-частицам при одной и той же энергии частиц 5 Мэе меняется примерно в отношении 10 5 1. Так как плотность ионизации заметно зависит от энергии частиц Е (за исключением быстрых электронов или других частиц, скорость которых приближается к скорости света с), то выход сцинтилляций L меняется в общем случае нелинейно при изменении Е и зависит от природы частиц. [c.154]

Другой эффект, который обычно проявляется у органических сцинтилляторов различных типов, получил название эффекта поверхностного тушения. Обнаружено, что выход сцинтилляций по отношению к частицам с коротким пробегом, которые падают на поверхность сцинтиллятора и проникают в глубину только на несколько микронов, меньше, чем выход по отношению к таким же частицам с той же энергией, но полученным внутри сцинтиллятора, например фотоэлектронам, появляющимся под действием падающих рентгеновских лучей. Этот эффект показывает, что поверхность сцинтиллятора имеет меньшую эффективность по отношению к сцинтилляциям, чем масса вещества. [c.155]

Органические сцинтилляторы обычно используют при комнатной температуре, и большинство исследований сцинтилляционных свойств выполнено именно при таких условиях. Иногда они работают при температуре сухого льда, главным образом чтобы уменьшить темновой фон фотоумножителя, мешающий при регистрации слабых сцинтилляций, возбужденных излучениями малой энергии. Сцинтилляционная эффективность S обычно повышается при понижении температуры. [c.155]

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]

В результате активных поисков в последние годы был найден ряд доступных для практического применения сцинтилляторов, каждый из которых обладает определенными достоинствами. Из органических фосфоров антрацен дает наибольший выход фотонов — около 15 на каждые 1000 эв рассеянной в кристалле энергии. В настоящее время промышленность выпускает кристаллы антрацена достаточной для использования в опытах величины. Кристаллы стильбена дают примерно вдвое меньший по сравнению с антраценом световой выход, но при этом весьма полезны для применения в методике совпадений, так как импульс имеет малое время спадания — порядка 10" сек. Хорошими выходами и временными характеристиками обладают жидкие растворы, такие, как /г-терфенил или стильбен в ксилоле либо в толуоле они легко приготавливаются в больших объемах. Если в такие жидкие сцинтилляторы добавлены соединения бора или кадмия, то они становятся эффективными детекторами нейтронов. (Для упоминавшегося вскользь на стр. 61 эксперимента с нейтрино был создан жидкостный сцинтилляционный счетчик с чувствительным объемом 300 л.) Существуют также сцинтилляторы, введенные в пластмассы кроме того, сообщалось о некотором прогрессе в применении сцинтилляций в благородных газах. [c.156]

В настоящее время наиболее эффективными приемниками у-излучения являются сцинтилляционные счетчики. Для регистрации у-излучения обычно используют кристаллические сцинтилляторы NaJ(Tl) и sJ(Tl) в виде монокристаллов, а также, хотя и реже, органические сцинтилляторы антрацен, стильбен и др. , имеющие очень короткие времена высвечивания (10 - 10 9 сек). [c.49]

Наиболее эффективными средствами предотвращения возникновения окраски служат либо промывание образца органическим растворителем для быстрой сушки, либо понижение температуры сушки до 80°С. Возможность возникновения окраски подложки исключается при замене нитроцеллюлозных фильтров фильтрами из стекловолокна. Стекловолокно имеет также то преимущество, что по неизвестным причинам оно приводит к повышению эффективности счета в сцинтилляторах на основе толуола и, как отмечалось выше, снимает проблему светового тушения за счет появления окраски при высокотемпературной сушке. [c.116]

В качестве детекторов для спектрометрии р-излучения можно использовать органические монокристаллы, а также жидкие и пластмассовые сцинтилляторы. Наиболее эффективные из органических сцинтилляторов — кристаллы антрацена С14Н10, несколько уступает ему стильбен С14Н12. Однако более удобны для использования в бета-спектрометрах пластмассовые сцинтилляторы, представляющие собой твердые растворы сцинтиллирующих веществ в полистироле, поливинилтолуоле и других полимерах, хотя эффективность преобразования энергии регистрируемого излучения в световую энергию люминесценции (конверсионная эффективность) в них составляет 60—70% эффективности антрацена. Пластмассовые сцинтилляторы, имея хорошие и стабильные сцинтилляционные характеристики, в то же время могут быть получены в виде блоков достаточно больших размеров. Легкость механической обработки позволяет придавать сцинтилляторам любую требуемую форму. [c.214]

Опубликовано сообщение [151] об использовании в качестве практических сцинтилляторов органических силановых соединений трифенил-п-дифе-нилсилана и фенилтри-п-дифенилсилана. Эти соединения представляют собой белые кристаллические порошки с температурами плавления соответственно 159 и 155°, обладающие высокой растворимостью в бензоле и аналогичных растворителях и легко сплавляющиеся в прозрачные стекла. Для органического силанового стекла при использовании фотоумножителя типа Дюмонт 6292 (чувствительность типа S11) и v-излучения от была получена практическая сцинтилляционная эффективность от 75% (при толщине стекла 1,5 мм) до 60% (при толщине стекла 25 мм) от того значения, которое характеризует кристалл антрацена толщиной 25 мм. Время затухания сцинтилляции составляет примерно 20 нсек, испускание наблюдалось визуально в видимой области спектра. [c.222]

Обычно получается смесь я-изопро пил- и ,п -днизопропилдифенилл. которая вполне пригодна как растворитель для жидкостных сцинтилляторов и для органического синтеза. При необходимости получать индивидуальные вещества смесь подвергают эффективной ректификации. [c.56]

Наиболее эффективным активатором органических сцинтилляторов в этом ряду оказался 2-(4-бифенилил)-5-фенил- [c.49]

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]

Органические сцинтилляторы позволяют измерять времена распада радиоактивных веществ и исследовать излучения короткожи-вущих ядерных изотопов. Они, хотя и с меньшей эффективностью, чем неорганические, могут быть использованы для регистрации а-чаетиц, тяжелых ионов, рентгеновских и у-лучей. [c.243]

В соответствии с предложенным механизмом общего типа разложение ароматических углеводородов происходит при взаимодействии возбужденных молекул, так как другие соударения дезактивируют молекулы. Разный характер увеличения выходов продуктов с ростом ЛПЭ позволяет предположить участие различных возбужденных молекул с отличающимися скоростями взаимодействия и дезактивации. Механизм такого типа использовался для объяснения ра-диолюминесцентных свойств органических ароматических сцинтилляторов [36]. Явление задержки флуоресценции (этот эффект может быть достигнут и при очень интенсивном ультрафиолетовом облучении [14, 26, 50]) и уменьшение эффективности люминесценции [34], встречающиеся при высоких ЛПЭ, могут быть обусловлены следующими реакциями [c.59]

Механизм возбуждения сцинтилляций в органических растворах пока еще недостаточно ясен. Установлено, что возбуждение, вызванное прохождением ядерной частицы в растворителе, быстро передается растворенному сцинтиллирующему веществу. Это следует из того, что спектр люминесценции соответствует спектру именно растворенного вещества, а не растворителя, а также из роста эффективности,сцинтиллятора с увеличением концентрации растворенного вещества экстремальному характеру зависимости концентрации от эффективности пока не найдено общепризнанного объяснения. [c.79]

Для расширения ассортимента органических сцинтилляторов, а также для изучения связи между строением и сцинтилляцион-ной эффективностью в ряду симметричных 2,5-диарилпроизвод-ных 1,3,4-оксадиазола представилось интересным синтезировать вещества этого типа с фенильными, дифенилильными, 1- и 2-нафтильными радикалами. [c.131]

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]

Перед тем как перейти к более детальному рассмотрению темы, опишем в обших чертах основные явления, связанные с получением сцинтилляций в органических веществах. Предположим, что быстрый электрон с энергией 1 Мэе падает на органический сцинтиллятор и полностью растрачивает в нем свою энергию. В хорошем сцинтилляторе относительно малая часть 5, порядка от 0,02 до 0,04 падающей энергии, излучается в виде флуоресценции это излучение является сцинтилляцией. 5 называется абсолютной сцинтилляционной эффективностью. Остальная падающая энергия растрачивается без излучения, главным образом в виде тепловой энергии. [c.154]

Измерения, выполненные с рядом чистых органических фосфоров ( флуоров ) [25, 26], показали, что квантовая эффективность флуоресценции qox не зависит от того, было ли первоначально возбуждено состояние Six, Sax или Ssx, при условии, что не проходит никаких конкурирующих процессов, таких, как фотохимическая диссоциация или димеризация. Это условие, по-видимому, выполняется в случае всех чистых органических систем сцинтилляторов, исследованных до настоящего времени, так что внутренняя конверсия в этих случаях имеет квантовую эффективность, равную единице. [c.161]

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]

Наиболее исчерпывающее исследование и сопоставление сцинтилляционных свойств чистых органических кристаллов было предпринято Сенгстером и Ирвином [36] с использованием кристаллов, выращенных из тщательно очищенных материалов. Для 55 соединений эти исследователи измерили относительные практические сцинтилляционные эффективности Тзо и Т-70 при возбуждении у-лучами от °Со при температурах соответственно 30 и —70° и спектры отражения и пропускания фотофлуоресценции. Полученные ими для наиболее эффективных сцинтилляторов величины Т30 и Т-70, реак — ДЛИНЫ ВОЛНЫ (в миллимикронах) наиболее интенсивных линий — и Я,ш1п — длины волн коротковолновой границы спектра пропускания флуоресценции — представлены в табл. 3. Строение молекул этих соединений показано на рис. 21. [c.203]

Отт [138] сравнил практические сцинтилляционные эффективности лучших органических сцинтилляторов при стандартных условиях испытаний 1 мл вещества, алюминиевый отражатель, фотоумножитель типа Дюмонт 6292 со средними спектральными характеристиками. Его результаты представлены ниже в табл. 10. Кайзер и де Вильер [178] сравнили практические сцинтилляционные эффективности различных промышленных пла- [c.220]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология