Выход (число фотоэлектронов на 662 кэВ)
Рисунок 3.1 – Диаграмма, показывающая связь энергетического разрешения различных сцинтилляторов с их выходом при возбуждении -квантами с энергией 662 кэВ (из работы [72]). Сплошной линией показана граница, отражающая статистический предел энергетического разрешения.
В связи с этим возникает вопрос о принципиальных причинах, которые ухудшают энергетическое разрешение. В качестве одной из таких причин называется непропорциональность выхода сцинтиллятора по отношению к энергии электронов, производящих ионизацию в кристалле (см., например, [73]). При поглощении -кванта с энергией рождаются электроны за счет переходов с различных остовных уровней, и имеющих тем самым различную энергию. Вероятность рождения таких электронов определяется парциальным сечением поглощения различных уровней, то есть является случайным процессом. Если отклик кристалла на ионизацию электронами с различной энергией не пропорционален этой энергии, то оценка энергетического разрешения должна учитывать вероятности каналов поглощения с разных остовных состояний. Тем самым, чем больше непропорциональность выхода сцинтиллятора при возбуждении электронами различных энергий, тем хуже энергетическое разрешение сцинтиллятора.
Проблема аккуратного измерения выхода сцинтиллятора в зависимости от энергии возбуждающего фотона или электрона в области энергий от 1 кэВ до 1 МэВ соложняется тем, что при облучении кристалла такими частицами их глубина проникновения в кристалл оказывается малой (порядка или меньше микрона), в связи с чем ионизирующее излучение воздействует на поверхностные слои, которые заведомо содержат намного больше дефектов, чем кристалл вдали от поверхности. В работах [73–75] предложен метод, связанный с созданием быстрого электрона с заданной энергией непосредственно в объеме кристалла за счет комптоновского рассеяния -кванта под определенным углом. Применяемая методика совпадения регистрации рассеянного -кванта и сцинтилляционного импульса позволяет измерять отклик сцинтиллятора на ионизацию электроном определенной энергии. Результаты таких измерений приведены на рис. 3.2 [75]. В дальнейшем авторами работ [68, 76] была разработана установка, позволяющая с большей точностью и сушественно более высокой производительностью измерять подобный отклик сцинтиллятора. Тем не менее основной вывод работы [75] остается неизменным: имеется два типа кривых непропорциональности, один из которых типичен для щелочногалоидных сцинтилляторов, активированных таллием (левый график на рис. 3.2), а другой – для сцинтилляторов с собственной люминесценцией и сцинтилляторов, активированных церием (правый график).
Энергия электронов (кэВ)
Энергия электронов (кэВ)
![](data:image/png;base64,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)
Рисунок 3.2 – Зависимость относительного световыхода сцинтилляторов от энергии электронов (по результатам работы [75]).
Достарыңызбен бөлісу: |