Scintillationen

Der Begriff Scintillationen umfasst zwei verwandte Phänomene in der Physik. Zum einen bezieht er sich auf Scintillatoren, Materialien, die durch ionisierende Strahlung angeregt werden und dabei kurzzeitige Lichtblitze emittieren. Zum anderen beschreibt er atmosphärische Fluktuationen der Lichtintensität, die als Sternentwinkeln beobachtet werden, wenn Licht durch die turbulente Erdatmosphäre tritt.

Scintillatoren sind meist kristalline oder flüssige Substanzen mit Aktivatoren, die die einfallende Energie in sichtbares oder nahes UV-Licht umsetzen. Typische Beispiele sind NaI(Tl), CsI(Tl), BGO und Lu2SiO5:Ce (LSO). Die Materialien unterscheiden sich in Lichtausbeute, Abklingzeit und Emissionsspektrum. Anwendungsgebiete umfassen Gamma-Spektroskopie, medizinische Bildgebung (z. B. PET), Strahlenschutz und hochenergetische Teilchenphysik. Detektorsysteme wandeln das Licht mithilfe von Photomultipliern oder Siliziumphotodioden in elektrische Signale um; die Auswertung liefert Energie- und Ereignisinformationen über die einfallende Strahlung.

Atmosphärische Scintillation bezeichnet die zeitlichen Fluktuationen der Sternhelligkeit, die durch Turbulenzen der Luft entstehen. Die Effektstärke hängt von Wellenlänge, Apertur, Turbulenzstärke sowie von Winden in der Atmosphäre ab. Sie beeinträchtigt insbesondere präzise Photometrie und Astrometrie bei bodengestützten Teleskopen. Gegenmaßnahmen umfassen Adaptive Optics, die Nutzung größerer Teleskopdurchmesser oder Weltraumbeobachtungen, bei denen die Turbulenz entfällt.