Сцинтилляционных спектрометров

Энергетической разрешающей способностью сцинтилляционного спектрометра R называют отношение , где d Е – полуширина пика полного поглощения; Е ₀ – энергия, соответствующая этому пику.

При рассмотрении вопроса о разрешении сцинтилляционного спектрометра можно разграничить процессы, происходящие в фотоумножителе, и процессы, происходящие в сцинтилляторе.

Флуктуации потока фотонов, падающих из сцинтиллятора на фотокатод умножителя, определяются в основном статистическим характером процесса люминесценции.

Если в световой вспышке образуется в среднем n _ффотонов, то среднеквадратичное отклонение будет , а относительное среднеквадратичное отклонение . Обычно число возбужденных атомов и, следовательно, число излученных фотонов достаточно велико. Например, при поглощении электронов с энергией 0, 1 пДж число n _ф равно 10⁴. Поэтому статистические флуктуации световой вспышки (δ ≈ 1 %) слабо сказываются на разрешении сцинтилляционного спектрометра.

Флуктуации в фотоумножителе обусловлены в основном флуктуациями числа электронов, вылетающих с фотокатода (n ₀), а также флуктуациями коэффициента умножения динодов. Наибольшие статистические флуктуации амплитуды выходного импульса происходят вследствие флуктуации количества электронов, испускаемых с фотокатода и приходящих на первый динод, так как число их невелико. Для условий n _ф ~ 10⁴, Е _γ ~ 0, 1 пДж при собирании 30 % света на фотокатоде, 6 %-й эффективности фотокатода и если 50 % возникших фотоэлектронов попадает на первый динод, получается, что на первый динод приходит только около 100 электронов. Это дает уже 10 % разброс в величине выходного импульса.

Флуктуации коэффициента умножения (особенно первого динода) еще более ухудшают разрешение спектрометра. Поэтому для сцинтилляционного спектрометра особенно важно повышение эффективности фотокатода, фокусировка первичных фотоэлектронов на первый динод, повышение стабильности коэффициента умножения.