9zip.ru Инструкции Сцинтилляторы своими руками

Как правило, самодельные дозиметры делаются с использованием счётчиков Гейгера типа СБМ-20 или СТС-5. Существует приличное количество разных счётчиков, отличаются они чувствительностью к тому или иному виду излучения. Хорошей альтернативой являются слюдяные счётчики, обладающие высокой чувствительностью. Существует также класс сцинтилляционных детекторов, в которых высокоэнергетическая частица вызывает вспышку света в кристалле химического вещества, которая улавливается фотоэлектронным умножителем или (реже) фотодиодом. И если самостоятельно изготовить счётчик Гейгера в домашних условиях не так-то просто, то можно ли получить кристалл сцинтиллятора?

Рассмотрим наиболее распространённые вещества, применяемые в качестве сцинтилляторов, и способы их получения.

NaI(Tl) - иодид натрия, представляет собой прозрачный кристалл или белый порошок. Активированный таллием, при поглощении высокоэнергетической частицы даёт вспышку продолжительностью 0,25 мкс длиной волны 410 нм. На воздухе сыреет и разлагается с выделением йода. Хорошо растворяется в воде, спирте и глицерине. Для самостоятельного получения иодида натрия можно использовать реакцию йода, гидроксида натрия и перекиси водорода: 2NaOH + I₂ + H₂O₂ = 2NaI + 2H₂O + O^↑ 2,67 грамм гидроксида, 37,82 грамм 3% перекиси и 8,47 грамм йода дадут 10 грамм NaI.

CsI(Tl) - иодид цезия, бесцветные кристаллы, растворимые в воде и спирте. Активированный таллием, даёт вспышку длительностью 0,5 мкс и длиной волны 560 нм. Получить CsI можно при реакции разбавленной иодистоводородной кислоты с карбонатом цезия или реакцией йода с гидроксидом цезия в присутствии перекиси водорода. Известна также реакция BaI₂+Cs₂SO₄=2CsI+BaSO₄.

LiI(Sn или Eu) - иодид лития, активированный оловом или европием, даёт вспышку длительностью 1,2 мкс длиной волны 450 нм. Желтеет на воздухе, окисляясь до йода. LiI можно получить при реакции лития с йодом, лития или его гидроксида с йодоводородом.

ZnS(Ag) - сульфид цинка, бесцветные кристаллы, нерастворимые в воде. Активированный серебром, даёт вспышку 1,0 мкс длиной волны 450 нм. В домашних условиях ZnS может быть получен прямым взаимодействием цинка и серы при помощи сплавления. Также его можно получить, пропуская сероводород через водный раствор хлорида цинка. Данное вещество широко применяется для изготовления люминофоров кинескопов (ZnS:Ag), рентгеновских ((Zn, Cd)S:Ag) и осциллографических трубок (ZnS:Cu). В качестве сцинтилляторов для регистрации ионизирующего излучения используется активация серебром или редкоземельными металлами.

CdS(Ag) - сульфид кадмия, кристаллы от жёлтого до оранжевого цвета, нерастворимые в воде, даёт вспышку 1,0 мкс длиной волны 760 нм. Получить CdS можно взаимодействием паров кадмия и серы, осаждением из раствора под действием H₂S или Na₂S.

Из органических веществ можно выделить: нафталин (96 нс, 348 нм) и антрацен (30 нс, 440 нм).

Но получить вещество сцинтиллятора - недостаточно. Для создания чувствительного детектора сцинтиллятор должен быть в виде монокристалла, т.е. отдельный кристалл с непрерывной кристаллической решёткой. Кристаллизация веществ происходит вблизи температуры плавления из газообразного, жидкого или твёрдого состояний. Лучшими качествами обладают монокристаллы, выращенные из газа или жидкости.

Понравилась статья? Товарищ Смирнов говорит: поделись с друзьями!