Сцинтилационен брояч

    Сцинтилационните детектори днес са може би най-разпространените детектори в ядрената физика. Сцинтилация се нарича появата на кратко изсветване в някои материали при попадане в тях на  йонизираща частица. Сцинтилационният метод е открит преди повече от 100 години от Крукс (1903). Сцинтилациите не е трудно да се наблюдават с микроскоп, фокусиран върху микрокристалчета от цинков сулфид (ZnS), върху който попадат a-частици.  В продължение на няколко години Гайгер и Марсден, сътрудници на Ръдърфорд, използват този метод за изследване  разсейването на a-частици в тънки метални пластинки и благодарение на техните изследвания е открито атомното ядро. Но поради множеството трудности (вкл. при визуалното регистриране на сцинтилациите), веднага щом се разработват първите газово-йонизационни детектори, сцинтилационният метод е изоставен. Тридесет години по-късно обаче с откриване на фотоелектронния умножител (ФЕУ) тази идея намира истинското си развитие. Сцинтилационният детектор притежава забележителни качества: сравнителна простота, сигурност, дълготрайност, висока ефективност за γ-кванти, сигналът му зависи от енергията на частиците. Тези му качества го правят много удобен уред за регистриране на йонизиращи лъчения.

            Основните елементи на сцинтилационния детектор са показани на фиг. 1

Фиг. 1. Схема на сцинтилационен детектор

 

    Той се състои от сцинтилационен кристал (или друг вид сцинтилиращ материал), който е в оптична връзка с фотоумножителя или направо, или чрез световод. Непосредствено към цокъла на фотоумножителя е монтиран делител на напрежение и често непосредствено след него - предусилвател. Всички изброени елементи заедно с предусилвателя са затворени в непроницаем за светлина кожух, от който излизат само кабелите до високоволтовото захранване на ФЕУ и до спектрометричните блокове. Непосредствено върху стъклената обвивка на ФЕУ се поставя цилиндър от m-метал (метал с много висока магнитна възприемчивост), чието предназначение е да предпазва проникването на външни магнитни полета в затворения от него обем.

Сцинтилатори

    Съществуват няколко типа сцинтилационни материали: неорганични кристали, органични кристали,  органични течности, пластмаси, газове и стъкла. Механизмът на появата на сцинтилации в тези материали е различен. Появата на сцинтилации в неорганичните кристали се обяснява в рамките на зонната теория на твърдото тяло, докато изсветването на органични кристали, течности (вкл. пластмаси, стъкла) и газове се дължи на електронни преходи в молекулите на сцинтилатора.