Scintillatormateriale

Scintillatormateriale er stoffer som lyser (scintillerer) når de treffes av ioniserende stråling. Denne luminescensen er typisk kortvarig og kan oppdages av en fotodetektor, som en fotomultiplikator eller en silisiumfotodiode. Scintillatormaterialer er derfor essensielle komponenter i deteksjonssystemer for ulike typer stråling, inkludert gammastråler, røntgenstråler, alfastråler, betastråler og nøytroner.

Det finnes flere typer scintillatormaterialer, grovt delt inn i uorganiske og organiske scintillatormaterialer. Uorganiske scintillatormaterialer, som natriumjodid (NaI) aktivert med thallium (Tl) eller cæsiumjodid (CsI), er kjent for sin høye tetthet og effektive atomnummer, noe som gir god deteksjonseffektivitet for høyenergi-gammafotoner. De har ofte lang luminescenslevetid. Organiske scintillatormaterialer, som krystaller av antracen eller stiltben, eller væskescintillatorer basert på aromatiske hydrokarboner som toluen eller xylen, har raskere responstid og høyere lysutbytte. De er mer følsomme for lavenergistråling, spesielt elektroner og protoner. Plastscintillatorer, som er organiske scintillatormaterialer impregnert i en plastmatrise, tilbyr mekanisk robusthet og kan formes til ulike geometrier.

Scintillatormaterialers egenskaper, som lysutbytte, spektralfordeling av luminescensen, responstid, strålingsmotstand og transparens for egen luminescens, er avgjørende for valget av materiale i en gitt applikasjon. Disse egenskapene påvirker nøyaktigheten og effektiviteten til strålingsdeteksjonssystemet. Scintillatormaterialer finner anvendelse innen medisinsk bildebehandling (f.eks. PET- og SPECT-skannere), partikkelfysikkeksperimenter, sikkerhetsinspeksjon (bagasjeskannere), geofysisk undersøkelse og industrielle målinger.