Тушение при ионизации

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]

В целом основные явления, рассматриваемые в последующих разделах, относятся к абсолютной сцинтилляционной эффективности 5 и механизму сцинтилляций, т. е. последовательности процессов от начала инициирования до испускания (раздел П1) практической сцинтилляционной эффективности Т, которая зависит от S, а также от степени согласования т спектра испускания и спектральной чувствительности фотоумножителя (раздел IV) сцинтилляционному выходу L по отношению к различным ионизирующим излучениям, тушению при ионизации и поверхностным эффектам (раздел V) времени затухания сцинтилляций т и эффектам самопоглощения в кристаллах, а также переносу энергии в растворах (раздел VI) медленной компоненте сцинтилляций (раздел VII) и повреждению ионизирующим излучением [c.155]

Процесс IV приводит к временному или постоянному повреждению молекулярной структуры первое заканчивается рекомбинацией ионов и перестройкой X, а второе приводит к образованию примесных центров. Временное разрушение молекулярной структуры, связанное с наличием определенной плотности ионизации вдоль треков ионизирующих частиц, вероятно, является ответственным за эффект тушения при ионизации [19]. Постоянное разрушение молекулярной структуры приводит к появлению центров тушения, что вызывает постепенное уменьшение сцинтилляционной эффективности при продолжающемся интенсивном облучении [20]. Рекомбинация ионов в электронном возбужденном состоянии (не я-состоянии) вызывает потери энергии на тепловыделение, как в процессе III. [c.157]

Чжоу [57] рассмотрел процесс тушения при ионизации в кристаллах и растворах и ввел эмпирический фактор тушения [c.175]

I Однако так как тушение при ионизации является кратковременным процес- [c.192]

Тушение при ионизации. Для более глубокого понимания этого эффекта необходимо принять во внимание спектр вторичных электронов, миграцию энергии возбуждения из колонки ионов, кинетику взаимодействия между различными ионизированными и возбужденными веществами и тепловое тушение. Указанные явления имеют фундаментальное значение для радиационной физики и химии. [c.223]

М. Д. Галанин [58] сделал попытку объяснить тушение при ионизации тепловой вспышкой в колонке ионов, которая дает мгновенное повышение температуры при больших значениях dEldx с соответствующим уменьшением сцинтилляционной эффективности. Его вычисления приводят к выводу, что тепловое тушение более чем достаточно для объяснения явления и что условия тушения при ионизации сохраняются в течение времени <10 сек. Рассматриваемое явление обсуждалось также Каллменом и Брукером [54], которые предположили, что миграция энергии из колонки ионов ограничивает процесс тушения. [c.175]

Все существующие теории тушения при ионизации исходят из предположения, как это и было первоначально сделано Бирксом [46, 19], что dLldx является монотонной функцией dEldx и не зависит каким-либо иным образом от природы частицы. Любая усовершенствованная теория должна учитывать энергетический спектр вторичных электронов, эффекты обмена зарядов вблизи конца трека частицы и миграцию энергии возбуждения сцинтилляции из колонки ионов. Не исключено поэтому, что уравнение (37) может оказаться неудовлетворительным для расчета выхода сцинтилляций в случае ионов, более тяжелых, чем а-частицы, или в случае продуктов деления. Это подтверждается недавними данными о чувствительности антрацена и NE 102 к ионам и О , в случае которых наблюдается отклонение от зависимости, даваемой уравнением (37). [c.175]

Блан, Камбу и де Лафон [166] сформулировали общую теорию кинетики тушения при ионизации в органических сцинтилляторах. Ими рассматривается ионизирующая частица, которая возбуждает ANq молекул в синглетное состояние в элементе Аг на своем пути в сцинтилляторе. ANo экситонов диффундируют радиально и либо дают флуоресценцию, либо исчезают при тушении. Уравнение, описывающее изменение плотности экситонов п г, t) в точке М на расстоянии г от трека в момент времени t, может быть записано в следующем виде [c.176]

Теория описывает тушение при ионизации как бимолекулярные процессы тущения, которые ограничиваются диффузией энергии возбуждения из колонки ионов. Таким образом, эта теория сочетает в себе некоторые черты ранних теорий Райта [55] и Каллмена и Брукера [54] и приводит к уравнению того же вида, что и предложенное ранее Бирксом [19]. Райт [59] получил косвенное экспериментальное доказательство наличия предсказанного начального импульса в сцинтилляциях, возбужденных а-частицами, но желательны более прямые наблюдения (см. ниже раздел 1,1). Недавние усовершенствования малоинерционных фотоумножителей и субнаносекунд-ных методов измерений дают возможность провести эти наблюдения. [c.177]

Поскольку анизотропия чувствительности зависит от природы возбуждающих частиц, то совершенно ясно, что она связана с тушением при ионизации. Хекман [167] связывает этот эффект с анизотропией миграции экситонов в кристаллической решетке, которая описывается эллипсоидом объема Ко вокруг молекулы, подвергшейся первичному возбуждению. При сравнении Уо с V, объемом цилиндра вокруг трека а-частицы, и в предположении пропорциональности тушения при ионизации отношению У/У автор получил теоретическое выражение, которое хорошо согласуется с результатами наблюдений. Было показано, что в кристалле антрацена длины осей гипотетического эллипсоида миграции экситона, параллельных соответственно осям кристалла Ь, а и с, находятся в соотношении 1 1, 28 1,69. Интересно, что размеры элементарной ячейки антрацена Ь а с находятся в соотношении 1 1,42 1,68. Сходство этих величин с отношением длин осей эллипсоида миграции экситона позволяет предполагать, что появление этого эллипсоида обусловлено различными молекулярными свойствами вдоль трех направлений кристалла. [c.178]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология