Поглощение рентгеновских луче в детекторах

Применение эффекта фотоэлектрического поглощения для регистрации рентгеновских лучей. Детекторы рентгеновского излучения [c.153]

В детекторах трех важных типов используется ионизация (называемая начальной), которая появляется вслед за поглощением рентгеновских лучей молекулами газа и выбрасыванием из них фотоэлектронов. Последние ионизуют затем другие молекулы. Благодаря сравнительно большой энергии рентгеновского кванта этот процесс приводит к образованию значительного количества пар ионов, состоящих из электрона и сравнительно мало подвижного полоЖ Ительного иона. Если эти пары ионов не рекомбинируют, то начальная ионизация определяется энергией рентгеновского кванта и может ее измерить. [c.63]

Действие фотоэлектрических детекторов основано на возникновении свечения при поглощении рентгеновских лучей фосфором (т. е. флуоресцирующим материалом). Термин флуоресцирующий относится здесь не к рентгеновскому излучению, а к фосфору. [c.71]

Сцинтилляционный счетчик должен быть устроен так, чтобы улавливать весь свет, возникающий при поглощении рентгеновских лучей. Обычно он служит интегрирующим детектором. Однако если интенсивность рентгеновского излучения велика, он может быть использован и как детектор непрерывного действия при этом неизбежно происходит интегрирование квантов види.мо-го света, как это совершается в фотоумножителе со светящимся слоем [68]. В сцинтилляционных счетчиках также могут встречаться пики потерь (см. 2.8). [c.74]

Измерения поглощения рентгеновских лучей для некоторых распространенных газов были выполнены при атмосферном давлении в стеклянном сосуде длиной 60,3 см и диаметром 3,8 см с иопользованием полистиролового окна толщиной 0,10 мм. В табл. 3 приведены результаты измерений для пяти значений напряжения V на рентгеновской трубке, при каждом напряжений измеряли только одно значение тока / детектора. [c.97]

Счетчики с определенным геометрическим коэффициентом счетности можно с успехом использовать также для определения абсолютных скоростей испускания рентгеновского излучения (возникающего, например, в процессе электронного захвата). Поправки на поглощение в воздухе и в окошках из бериллия для рентгеновских лучей любых энергий, исключая самые низкие, весьма малы и легко поддаются оценке. Для регистрации рентгеновских лучей с энергиями до 15—20 кэв удобно использовать пропорциональные счетчики, заполненные аргоном или криптоном с примесью углеводородов (1—3 атм). Самыми подходящими детекторами рентгеновских лучей более высоких энергий являются тонкие слои кристаллов Nal, активированного таллием. Толщину кристалла или, в случае пропорциональных счетчиков, давление газа следует выбирать таким образом, чтобы исследуемое рентгеновское излучение поглощалось практически полностью. Материал, из которого изготовлены диафрагмы, ограничивающие пучок, должен быть достаточно толстым, чтобы обеспечивать поглощение рентгеновских лучей вне определенного угла. При использовании амплитудных анализаторов скорость эмиссии рентгеновского излучения можно определить даже в присутствии излучения других типов. Для расчета скорости процесса электронного захвата по данным о скорости эмиссии рентгеновского излучения необходимо знать величину выхода флуоресценции (ср. рис. 12). [c.419]

Отличительными особенностями сканирующей аппаратуры с бегущим лучом являются чрезмерно малый вклад рассеянного излучения в основной информационный поток рентгеновских квантов, взаимодействующих с детектором излучения, - значительное поглощение энергии излучения детектором возможность качественной диагностики объектов с большими размерами рабочего поля, практически не осуществимой традиционными средствами рентгеноскопии малая лучевая нафузка на контролируемый объект. [c.182]

Поглощение полихроматического излучения не является специфическим для како-го-либо элемента поэтому его нельзя использовать для идентификации элементов i или для получения количественных данных об образцах неизвестного состава. Однако-i если исследуется одно и то же вещество, Ит должно оставаться постоянным, тогда все наблюдаемые вариации в поглощении можно связать с изменениями толщины образца. На этом основан очень удобный метод измерения толщины пленок. Напротив, при постоянной толщине слоя внезапное изменение поглощения свидетельствует об изменении состава материала. Для того чтобы, осуществить контрольный анализ этим методом, устройство прибора для измерения поглощения должно включать лишь интенсивную рентгеновскую трубку, направляющую излучение непосредственно через образец на детектор. В новой модификации источниками рентгеновских лучей служат радиоактивные изотопы, поскольку они позволяют уменьшить стоимость и повысить надежность регистрирующего устройства. [c.130]

Ионизационная камера. Рентгеновские лучи, проходя через газ, вызывают его ионизацию. Если в ионизированном газе помещены электроды, то при приложении напряжения между ними возникает электрический ток. Это повторяется всякий раз, когда в межэлектродный промежуток попадает квант рентгеновского излучения. Так работают ионизационные детекторы рентгеновского излучения. Поглощение одного кванта вызывает ионизацию нескольких сотен атомов. Например, практически независимо от длины волны рентгеновского и 7-излучения на образование одной пары ионов в воздухе тра- [c.153]

Два только что описанных эффекта помогают найти распределение рентгеновских лучей в мишени. Прежде чем попасть на анализируемый образец, рентгеновский пучок обычно претерпевает дальнейшие изменения. Так, например, может происходить поглощение (и фильтрация) пучка в окне рентгеновской трубки, в слое воздуха между трубкой и образцом, в стенках кюветы, содержащей образец, и, наконец, в самом образце. Аналогичные соображения относятся и к поглощению (а для полихроматических пучков — и к фильтрации) пучка, входящего в детектор. [c.22]

Рассмотрим отдельные атомы какого-либо элемента, осажденного на тонкую подкладку, в высокой степени прозрачную для рентгеновских лучей, например атомы молибдена на бумаге. Допустим, что характеристическую линию (например, Ка молибдена) возбуждает полихроматический пучок, причем источник рентгеновского излучения и детектор расположены над образцом. Пока число атомов молибдена мало, они не будут заметно ослаблять падающий пучок кроме того, квант рентгеновского излучения, испущенный одним из атомов молибдена не будет поглощен никаким другим его атомом. При таких условиях интенсивность этой характеристической линии будет про- [c.165]

Измерения интенсивности -у-источников известной энергии пр Именяют для определения радиоактивных изотопов и элементов, которые могут возникнуть при изготовлении изотопов. Методы измерения в этом случае соответствуют методам рентгеновской спектроскопии. Некоторые принципиальные различия связаны с тем, что в этом случае не электронные оболочки, а ядра являются источниками излучения. Широко используется амплитудный анализ (гл. 2) со сцинтилляционными счетчиками. Анализатор часто имеет много каналов. Сцинтилляционные счетчики являются отличными детекторам , так как применение массивного кристалла практически приводит к наиболее полному поглощению гамма-лучей высокой энергии. Идентификация и исследование свойств радиоактивных изотопов такими методами является существенной частью программы исследований по атомной энергии. Сцинтилляционная регистрация может быть использована и для воздушной разведки радиоактивных минералов [282]. Она позволяет также упростить д улучшить надежность активационного анализа с иопользованием нейтронных источников [283]. [c.308]

Эффективность возбуждения (на единицу мощности первичного пучка) спектров флуоресценции зависит от интенсивности и состава пучка первичных лучей, степени его поглощения материалом пробы и каждым из анализируемых элементов. Нам желательно, чтобы поглощение первичных лучей определяемым элементом и поглощение флуоресценции — детектором были максимальными. Во всех же других случаях, на всем пути лучей от анода рентгеновской трубки до детектора поглощение лучей желательно иметь наименьшим. Этим во многом определяются геометрия, состав и параметры рентгеноспектрального прибора, его конструкция. [c.234]

Возбужденные молекулы могут быть получены различными путями (в названии соответствующей люминесценции обычно указывают метод возбуждения) а) поглощением света (фотолюминесценция) б) тепловым возбуждением (термолюминесценция) в) химической реакцией (хемилюминесценция, биолюминесценция) г) звуковыми и ударными волнами (сонолюминесценция, триболюминесценция) д) рентгеновскими лучами, гамма-излучением, быстрыми частицами или электронами (электролюминесценция). Из всех этих путей возбуждение поглощением света является наиболее селективным и обеспечивает экспериментатору наибольшую степень контроля. При выборе света известной частоты можно перевести молекулы из определенного начального состояния в определенное известное возбужденное состояние. Другие методы возбуждения, за исключением, возможно, хеми-люминесценции, менее избирательны и менее поддаются прямому контролю экспериментатора. Помимо электролюминесценции, которая имеет важное значение в сцинтилляционных счетчиках и детекторах, люминесценция возникает сама по себе, как некий дар природы, лишь свидетельствуя о том, что возбужденные молекулы действительно имеются как правило, получение люминесценции не является самоцелью и часто ее появления не ожидают. В этих и других сходных явлениях люминесценции соответствующие эффекты имеют различные названия, связанные со способом возбуждения, [c.70]

Рассмотрим более подробно, каким образом происходит поглощение энергии рентгеновских и 7-лучей. Возьмем узкий монохроматический пучок рентгеновских или у-лучей, падающих на прибор-детектор, измеряющий интенсивность (рис. 5). [c.16]

Ядро, возбужденное за счет поглощения мессбауэровского у-кванта, переходит в основное состояние путем испускания либо у-лучей, либо конверсионных электронов и рентгеновских квантов. Энергии рентгеновского и гамма-излучения, с которыми приходится иметь дело при мессбауэровских экспериментах, колеблются от 3,4 кэв (рентгеновское -излучение 1 5п) до приблизительно 200 кэв (до настоящего времени максимальная энергия перехода, на котором наблюдался эффект Мессбауэра, равняется 155 кэв). Для регистрации этих излучений применяются детекторы различных типов. [c.105]

Следует выбрать самые интенсивные пики в коротковолновой области сканирования кристалла LiF и найти их длины волн. Используя полный справочник рентгеновских лучей, например [113], определить возможные элементы, которые могут дадать рассматриваемые пики в излучении Kai, 2 или Lai, 2-В параллель, используя данные о серии линий, полученные при качественном анализе с помош,ью спектрометра с дисперсией пО энергии, если какой-либо элемент уже предварительно связан с пиком Kai,2(n= ), исследователь должен сразу же отыскать сопутствующий им пик И снова отнощение интенсивностей Ка и должно равняться приблизительно 10 1. Однако из-за изменений в эффективности кристалла и детектора ожидаемое отношение может выполняться не всегда. Например, в спектре d (рис. 6.12) эффективность детектора с коротковолновой стороны Л"-края поглощения аргона приблизительно 2 раза выше. Следовательно, пик L i, интенсивность которого должна составлять примерно 60% от интенсивности La, на самом деле больше. Удвоение эффективности до /(-края поглощения аргона обусловлено тем, что в проточном пропорциональном детекторе рентгеновского излучения этого спектрометра используется газ Р-10 (90% Аг—10% метана). При заданных размерах детектора и давлении газа Р-10 некоторая часть рентгеновского излучения с длиной волны, большей, чем длина волны края поглощения, проходит через газ, не взаимодействуя с ним. Для рентгеновского излучения с длинами волн короче длины волны края поглощения большая часть (приблизительно в 2 раза) будет взаимодействовать с газом и, следовательно, будет обнаружена. Следует также отметить, что разрешения кристалл-ди-фракцнонного спектрометра с некоторыми кристаллами, например LiF и кварцем, дое-таточно, чтобы продемонстрировать по крайней мере некоторое разделение пика Ка на Kai и Ка.2 с отношением интенсивностей Ка. Ка2=2 . Если подобно этому рассматривать пик La, то следует искать полную L-серию. Необходимо отметить, что кроме тех L-линий, которые указаны на рис. 6.1 (т. е. Lai, 2, Lfiu L 2, L 3, L u Lyz, Li, Lv), благодаря прекрасному разрешению и отношению пик/фон можно обнаружить их больше. При идентификации серии линий возможна ситуация, когда из-за ограничений использования кристаллов по длине волны может быть обнаружен только главный пик (например, Gex с LiF, а Ge/ g лежит за пределами диапазона кристалла). С учетом этого факта в спектре, полученном с по- [c.294]

При воздействии на раствор рентгеновских лучей возбуждаются вполне определенные электронные оболочки атомов вещества в зависимости от энергии излучения с последующим высвечиванием флуоресцентного излучения. Между его частотой и атомным номером анализируемого компонента имеется однозначная зависимость. На точность показаний приборов при применении рентгеновских лучей влияет ряд факторов поглощение излучения примесями форма и состояние образца напряжение и ток, подаваемые на рентгеновскую трубку характеристика детектора плоскости кристалла, который выполняет роль дифракционной решетки, и т. д. Несмотря на это, метод отличается высокой чувствительностью и незначительной прогрешностью измерений. [c.104]

Действие кванта рентгеновских лучей на фотографическую пластинку обнаруживается в виде металлического серебра после того, как пластинка будет проявлена и отфиксирована. Число поглощенных квантов определяет количество металлического серебра, а процесс проявления выполняет примерно ту же функцию, что и усиление в газонаполненных детекторах (см. 2.5). [c.62]

Измерения интенсивности упрощаются, если детектор дает всегда один электрический импульс на каждый поглощенный квант рентгеновских лучей до тех пор, пока это верно, детектор остается линейным. При низких интенсивностях, когда частота попадания квантов в детектор невелика, счетчик Гейгера удовлетворяет этому условию. По мере возрастания скорости счета примерно до 500 импульсов в секунду число регистрируемых в секунду импульсов начинает все больше отставать от числл поглощенных в секунду квантов. Это отставание происходит даже при работе с электронной схемой, которая может регистриротать без поте рь и более высокие скорости счета. [c.67]

Изотоп Z распадается с испусканием -частиц, переходя преимущественно в первое возбужденное состояние нуклида (Z -Ь 1) . -Ветвь малой интенсивности с максимальной энергией 0,9 Мае приводит непосредственно в основное состояние нуклида (Z+i) . Изотоп (Z -Ь 2) , распадаясь полностью путем захвата электрона с К-обо-лочки, переходит в первое возбужденное состояние изотопа (Z -Ь 1) . Образцы двух радиоактивных нуклидов исследуют методом совпадений с помощью сцинтилляционных счетчиков с кристаллами антрацена ( j) и Nal (Сг). Образцы помещают в определенном положении между двумя счетчиками и при всех измерениях вводят между образцом и детектором (С г) медную пластину толщиной 0,5 г/сж для поглощения -частиц, испускаемых изотопом Z , и характеристических рентгеновских лучей ЛГ-оболочки изотопа (Z -Ь 1). Получены следующие результаты [c.446]

Применение СИ и монохроматоров высокого разрещения позволило разработать совершенно новую и оригинальную методику регистрации неупруго рассеянных рентгеновских лучей, возникающих после поглощения мессбауэровских гамма-квантов. Это оказалось возможным благодаря тому же сочетанию короткого импульса СИ и более длительного времени жизни мессбауэровского уровня, что позволяет за счет временнбго управления детектором, регистрирующим рассеянное излучение, добиться увеличения интенсивности полезного сигнала к шуму На рис. 2.50 [c.106]

Последнее десятилетие характеризуется вторжением современных физических методов и аппаратуры в исследовательские лаборатории и нейрохирургические клиники, причем методов, не требующих хирургических вмешательств, как говорят, неразрушающего контроля работы мозга. Это и компьютерная томография, позволяющая путем просвечивания тела тонкими пучками рентгеновских лучей во многих направлениях и последующего обсчета на ЭВМ всей совокупности сигналов для каждого направления восстановить трехмерную картину распределения плотности, т.е. рентгеновский образ тела [213]. Распространение получает метод ЯМР-интроскопии (цойгматографии), позволяющий по магнитному ядерно-резонансному поглощению телом радиоволн в градиентных магнитных полях путем, опять-таки, обсчета очень большого числа отдельных измерений получить трехмерную картину распределения атомов, точнее, ядер определенного типа с резонирующим спином в этом теле [214]. Еще один метод заключается во введении в организм, например путем инъекции, химических веществ, содержащих изотоп, который, распадаясь, излучает гамма-кванты. Применяя множество детекторов излучения, можно по распределению направлений вылета гамма-квантов установить трехмерную картину тех областей в биообъекте, где происходит химическое связывание веществ, содержащих позитронно-активную метку, — это метод создания позитронных изображений [215]. Такими способами можно определить индивидуальные особенности строения мозга, распределение веществ и активность химических процессов, но не картину электрических явлений в мозге, лежащих в основе его функционирования. [c.117]

Положение луча. Для частиц, размер которых немного превышает область взаимодействия, измеряемый спектр может сильно зависеть от местонахождения точки попадания пучка относительно детектора рентгеновского излучения, как показано на рис. 7.16. Когда пучок попадает на частицу со стороны, направленной к детектору (рис. 7.16, положение 1), длина пути, на котором происходит поглощение, минимальна при этом эффективно регистрируется полный рентгеновский спектр, включая низкоэнергетическую часть ниже 3 кэВ (за исключением того, что поглощается в окне). Если пучок располагается симметрично на вершине частицы, а угол выхода иа детектор большой (рис. 7.16, положение 2), реализуется ситуация, подобная ситуации с массивной мишенью, и получается приемлемый спектр. Однако, если луч попадает на сторону частицы, противоположную детектору, дополнительный путь, на котором происходит поглощение, будет заметно ослаблять рентгеновское излучение с малой энергией (рис. 7.16, положение 3). Примеры спектров, иллюстрирующих это, приведены на рис. 7.17. Следует отметить, что отношение S a силыю изменяется при переходе на рис. 7.17, а к рис. 7.17,6, которые соответствуют спектрам, из- [c.45]

Ионизирующее излучение поглощается материалом, окружающим радиоактивный источник. Это поглощение происходит в воздухе, в самом веществе (самопоглощение), в стенках устройства, экранирующего образец, в окощке обнаруживающего излучение прибора, а также во всех видах специальных поглотителей, монтируемых между образцом и детектором. Определение типа излучения и его энергии производится с помощью поглотителей различной толщины, так как известно, что альфа-частицы имеют очень небольшую глубину проникания, бета-частицы проникают в материал несколько глубже, а гамма-лучи могут проникать очень глубоко. На практике этот метод используется очень редко, и только в связи с бета-нзлучателями. Однако различия в счете импульсов, обусловленные различиями в толщине и плотности контейнеров образцов, могут создавать серьезные трудности, когда речь идет о бета-излучателях и источниках рентгеновского излучения, таких, как йод-125. Поэтому в этих случаях часто используют пластмассовые пpoб pки, у которых различия в толщине и плотности минимальны. [c.76]

Необходимость выделения мягкой у-линии в присутствии фона от более жесткого рентгеновского и у-излучения заставила Хунцикера и Розенблю-ма [60] применить в мессбауэровских исследованиях разработанные незадолго до этого полупроводниковые детекторы из германия, активированного литием. Они исследовали эффект Мессбауэра на первом возбужденном уровне Чг с энергией 82,3 кэв. Мессбауэр обнаружил резонансное поглощение без отдачи, изучая переход с энергией 129 кэв [61], который легко выделяется детектором с Nal(Tl), в то время как значительно менее интенсивное излучение с энергией 82,3 кэв скрыто рентгеновским /С-излучением (энергия 64,9 кэв) и фоном от комптоновского рассеяния более жестких у-лучей. Действительно, благодаря высокому разрешению германий-литиевого детектора им удалось хорошо выделить линию с энергией 82,3 кэв и наблюдать эффект Мессбауэра на этом переходе. Значительное улучшение разрешения, которое можно получить при помощи детекторов из Ge(Li), показано на рис. 2.2. [c.107]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология