Медленная компонента сцинтилляции

Тушение ионизацией влияет главным образом на интенсивность быстрой компоненты сцинтилляции. Оно мало влияет на интенсивность медленной компоненты сцинтилляции. Время затухания быстрой и медленной компонент не зависит от тушения ионизацией. Следовательно, полная форма сцин-тилляционного импульса зависит от природы падающей частицы. Это свойство сцинтилляций создает основу для метода разделения импульсов по форме, применяемого для определения различных типов частиц, например для обнаружения нейтронов на фоне у-излучения. [c.155]

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]

Рекомбинация ионов, следующая за процессом II, приводит к появлению молекул в возбужденных триплетных или синглетных я-состояниях. Первые дают медленную компоненту сцинтилляции с временем затухания 1 мксек, наблюдаемую у многих органических сцинтилляторов после испускания основной сцинтилляции. [c.157]

VH. МЕДЛЕННАЯ КОМПОНЕНТА СЦИНТИЛЛЯЦИИ [c.189]

Излагаемая ниже теория [182, 183] природы медленной компоненты сцинтилляции и компоненты флуоресценции, по-видимому, согласуется со всеми имеющимися экспериментальными данными. Медленная компонента появляется в результате взаимодействия при столкновении пар молекул (или экситонов), находящихся в низшем возбужденном л-электронном триплетном состоянии Т . Это взаимодействие приводит к появлению молекулы, находящейся в первом возбужденном синглетном состоянии и молекулы, находящейся в основном синглетном состоянии. Время жизни медленного испускания определяется временем жизни состояний Т1 и скоростью их столкновений друг с другом. Интенсивность замедленного испускания пропорциональна квадрату концентрации Г1. [c.194]

В дополнение к другим общим свойствам — выходу сцинтилляций по отношению к различным ионизирующим излучениям, характеристикам медленной компоненты и повреждению ионизирующим излучением, рассмотренным ранее, в некоторых применениях представляет интерес зависи- [c.202]

В случае чистого кристалла время затухания основного испускания практически такое же, как при возбуждении ультрафиолетовым излучением, за исключением тех или иных эффектов, обусловленных самопоглощением. Эта короткая сцинтилляция имеет время затухания обычно порядка 2—30 нсек (1 нсек = 10- сек). У многих кристаллов имеется также медленная компонента сцинтилляции, спектр испускания которой подобен спектру быстрой компоненты и которая затухает не по экспоненциальному закону с периодом в несколько микросекунд. Интенсивность медленной компоненты составляет - 0,1 интенсивности быстрой компоненты. В случае бинарной или тройной системы время затухания основного испускания сцинтилляции соответствует времени затухания фотофлуоресценции растворенного вещества, но испускание может продолжаться в течение несколько большего времени или быть слегка затянутым вследствие конечного времени межмолекулярного переноса энергии. Медленные компоненты сцинтилляции наблюдаются также в испускании бинарных или тройных кристаллов, жидких и пластических растворов, при условии что из системы удален растворенный кислород. [c.154]

Из доли (1 — Р) падающей энергии, которая не участвует в основном сцин-тилляционном испускании, большая часть растрачивается на тепло, часть дает повреждение за счет ионизирующего излучения и часть может быть испущена в виде медленной компоненты сцинтилляции. [c.160]

За последние годы достигнут значительный прогресс в понимании природы медленной компоненты сцинтилляций в органических веществах. Основой для этого послужили выполненные Паркером и Хатчардом [1801 исследования замедленной флуоресценции тщательно очищенных от кислорода растворов антрацена в этаноле. Авторы наблюдали запаздывающую (на несколько миллисекунд) флуоресценцию, возбуждаемую ультрафиолетовым излучением, спектр которой подобен спектру обычной быстрой флуоресценции. Интенсивность замедленного испускания пропорциональна квадрату интенсивности поглощаемого света. Свое объяснение этого явления авторы основывают на предположении о наличии взаимодействия двух молекул, находящихся в возбужденных триплетных состояниях, приводящего к появлению неустойчивых соединений, например димера, который впоследствии разлагается, давая молекулу в возбужденном синглетном состоянии и невозбужденную молекулу в синглетном основном состоянии. Аналогичный механизм ранее был предложен Чарнецким [181] для объяснения медленной флуоресценции кристаллов нафталина. [c.194]

Имеются и другие экспериментальные и теоретические данные, подтверждающие теорию триплет-триплетной аннигиляции. Различные исследователи [184—186] возбуждали флуоресценцию (переходы 5i — 5о) в антрацене (3,4 эв) и в других органических кристаллах, используя в качестве интенсивного источника излучения рубиновый лазер, дающий фотоны с энергией 1,79 эв. Основное быстрое испускание отнесено [184, 185] за счет двухфотонного возбуждения в состояние 5i. Кеплер с сотр. [186] исследовал затухание замедленной флуоресценции авторы показали, что она соответствует возбуждению и бимолекулярной аннигиляции экситонов триплетного состояния Ti, приводящей к появлению экситонов синглетного состояния Si. Затухание является бимолекулярным процессом, который впоследствии начинает подчиняться экспоненциальному закону, когда соответствует мономолекулярному затуханию экситонов триплетного состояния. Штернлихт, Найман и Робинсон [187, 188] развили теорию миграции триплетных экситонов в органических кристаллах, а также триплет-триплетной аннигиляции и медленной флуоресценции. Бирке и Кинг [189] сформулировали теорию медленной компоненты сцинтилляций в органических системах, в которой рассматривается диффузия триплетных экситонов из начальной колонки ионов и их последующая бимолекулярная аннигиляция, приводящая к появлению медленной флуоресценции. Теоретические кривые затухания медленной компоненты сцинтилляций хорошо согласуются с экспериментальными результатами, полученными для транс-стильбена [88] и антрацена [190], параметры диффузии триплетных экситонов близки к значениям, полученным Кеплером с сотр. [186]. Наиболее прямое доказательство рассмотренной выше природы медленной компоненты сцинтилляции вытекает из недавних экспериментов Носворти и Кина [191]. Используя импульсное возбуждение растворов антрацена, очищенных от кислорода пучком электронов с энергией 4 Мэе при продолжительности импульса [c.195]

Выполнены и другие исследования медленной компоненты сцинтилляций в органических твердых телах. Гиббонс, Нортроп и Симпсон [87] в случае антрацена, возбужденного а-частицами с энергией 5 Мэе, нейтронами с энергией 5 Мэе и у-лучами с энергией 1,1 Мэе, наблюдали медленную компоненту, составлявшую соответственно 20, 14 и 3,5% основного сцинтилляционного импульса. Это соответствует затуханию 350, 980 и 610 фотонов на 1 Мэе энергии каждого из трех типов излучения. Боллингер и Томас [88] получили аналогичные величины 19, 13 и 3,2% излучения в случае транс-стильбена спустя 1 мксек после облучения его а-частицами, протонами и у-лучами. Вессон [190] в случае антрацена, возбужденного а-частицами, протонами и электронами, измерял величину в течение периода времени т, составляющего 0,1—10 сек, и нашел, что затухание в любом случае описывается формулой [c.195]

Уолтер и Коч [192] исследовали медленную компоненту у кристаллов антрацена, транс-стильбена, /г-терфенила и дифенилацетилена, у пластического сцинтиллятора МЕ 102 и сцинтиллятора с жидким раствором. Уолтер с сотр. [193] измерил интенсивности быстрой компоненты Ьр и медленной компоненты транс-стильбена, возбужденного протонами и дейтронами с энергией от 0,8 до 1,8 Мэе. Величина Ьр меняется нелинейно при изменении Е [уравнение (37)], а величина Ьв — линейно при изменении Е в исследованной области изменений энергии, как и предсказывает элементарная теория [уравнение (59)]. Форма импульса, определяющаяся соотнощением Ьр1Ьв, зависит от энергии Е, а также от природы частиц. Из промышленных пластических сцинтилляторов только сцинтиллятор МЕ 150, который создан на основе смеси (поливинилтолуол, 10% моноизопропилдифенила, 35 г1л ТР, 0,5 г/л РОРОР), разработанной Бруксом, Принглом и Фантом [89], дает ощутимую медленную компоненту сцинтилляции. [c.196]

Фолк и Кац [176] применили аналогичный экспериментальный метод для изучения затухания сцинтилляций органических кристаллов. Для двух кристаллов транс-стильбена (толщиной 6 и 1 мм) они определили времена затухания соответственно 4,6 0,9 и 4,4 0,4 нсек при возбуждении а-частицами и 4,4 + 0,4 и 3,8 0,4 нсек при возбуждении у-лучами. Более медленная компонента с временем затухания - 35 нсек и с амплитудой, составляющей примерно 0,1 амплитуды быстрой компоненты, наблюдается только при возбуждении а-частицами. Она, вероятно, соответствует начальной части медленной неэкспоненциальной компоненты. [c.185]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология