Scintilleren

Scintilleren is het verschijnsel waarbij bepaalde materialen licht uitzenden als reactie op ioniserende straling. Wanneer een scintillator wordt getroffen door straling zoals γ‑straling, röntgenstraling of bèta‑deeltjes, wordt een deel van de geïoniseerde toestand in excitatie gebracht. Deze excitatie wordt via luminescente centra (dopants) of door de kristalstructuur teruggebracht tot de grondtoestand, waarbij fotonen worden uitgezonden. Het uitgezonden licht ligt meestal in het zichtbare of nabij-UV‑gebied en verschijnt vrijwel direct, met vervaltijden van nanoseconden tot microseconden, afhankelijk van het materiaal.

Scintillatoren worden onderverdeeld in organische en anorganische typen. Voorbeelden van anorganische scintillatoren zijn natriumjodide (NaI) dopé met thallium NaI(Tl), cesiumjodide(CsI(Tl)) en BGO (bismuthgermanate) of LSO/LYSO. Organische scintillatoren omvatten kunststof (plastic) scintillators en sommige vloeibare scintillatoren. Het uitgezonden licht wordt doorgaans gedetecteerd door fotodetectoren zoals fotomultiplicatorbuizen of siliconen fotomultipliers, vaak via een lichtgeleider, en vervolgens elektronisch verwerkt om informatie over de straling te verkrijgen.

Belangrijke eigenschappen zijn onder meer lichtopbrengst (aantal fotonen per eenheid energie), vervaltijd, lineaire respons en energie‑resolutie, evenals temperatuur- en verouderingsgevoeligheid. Scintillatoren worden veel gebruikt in gamma‑spectrometrie, medische beeldvorming (PET en SPECT), dosimetrie, deeltjesfysica en beveiligings- en homeland-securitytoepassingen.