Сцинтилляторов

Сцинтиллирующими свойствами обладает огромное количество органических соединений. Большая часть органических сцинтилляторов относится к группе ароматических углеводородов, обладающих системой сопряженных двойных связей. Молекулы сцинтилляторов могут содержать и неароматические заменители. Так как для органических соединений способность светиться под действием ионизирующих частиц не зависит от их агрегатного состояния, органические сцинтилляторы употребляются в счетчиках как в виде монокристаллов, чистых или активированных какой-либо примесью, так и в виде растворов, жидких и твердых.

Органические сцинтилляторы характеризуются очень малым временем высвечивания, приближающимся в ряде случаев к времени высвечивания отдельной молекулы.

Спектр флуоресценции органического сцинтиллятора практически не зависит от способа его возбуждения. В некоторых органических сцинтилляторах наблюдается заметная фосфоресценция, приводящая к появлению медленной компоненты с временами высвечивания порядка долей микросекунды.

В жидких сцинтилляторах интенсивность медленной компоненты заметно меньше, чем в кристаллах и в твердых растворах.

Конверсионная эффективность органических сцинтилляторов существенно зависит от свойств регистрируемых частиц. Максимальный световой выход имеет место при облучении частицами с минимальной ионизирующей способностью; при увеличении ионизирующей способности частиц конверсионная эффективность резко падает.

Из сравнения экспериментальных данных следует, что при регистрации альфа-частиц естественной радиоактивности световой выход антрацена на порядок меньше, чем при облучении его быстрыми электронами. Примерно такое же соотношение конверсионных эффективностей для частиц с различными ионизирующими способностями наблюдается для всех органических сцинтилляторов

Из всех известных в настоящее время органических сцинтилляторов антрацен обладает наибольшей конверсионной эффективностью, составляющей при облучении быстрыми электронами 4—6%. Это означает, что на образование одного кванта света (средняя энергия 2, 8 эВ) затрачивается примерно 50—70 эВ энергии. Кристаллы антрацена выращиваются с трудом; на воздухе и при освещении антрацен медленно разлагается.

Нафталин обладает весьма посредственными сцинтилляционными свойствами — малой интенсивностью световой вспышки и сравнительно большим временем высвечивания. Из нафталина, однако, легко выращиваются монокристаллы очень больших размеров. Нафталин, активированный соответствующей сцинтиллирующей примесью, имеет много лучшие параметры: примесь 2, 5% антраниловой кислоты увеличивает, например, интенсивность светового выхода до 0, 5 и уменьшает время высвечивания до 10^-8 с.

Самыми малыми временами высвечивания из всех известных органических кристаллов обладают трансстильбен и толан. Монокристаллы трансстильбена и толана выращиваются до больших разменов и имеют хорошую прозрачность.

В качестве растворителей используются обычно ксилол, толуол и фенилциклогексан (иногда, диоксан). Твердые растворы изготавливаются на основе полистирола или поливинилтолуола.

Сцинтиллирующие растворы, как жидкие, так и твердые, обладают тем интересным и практически очень важным свойством, что при весьма малой концентрации сцинтиллирующей компоненты относительный световой выход имеет примерно ту же величину, что и для кристаллов, тогда как время высвечивания т в несколько раз меньше. Таким образом, используя жидкие и твердые растворы, при совсем небольшой затрате сцинтиллирующего вещества можно иметь сцинтилляторы с хорошими параметрами, любой формы и, если нужно, очень больших размеров.