scintillatsiooni

Scintillatsioon ehk scintillatsioon on luminesentsi vorm, mida tekitab ioniseeriv kiirgus, kui see interakteerub scintillatsioonimaterjaliga. Kehas vabanenud energy muudetakse valdavalt fotonideks, mis on tavaliselt nähtava või near-UV valguse lainepikkustel. Protsess hõlmab kiireid ilu-de-excitation radu ja sageli ka väikest aja- ja temperatuurispetsiifilist jälgimist.

Materjalid: Scintillatsioonimaterjalid jagunevad peamiselt inorganic ja organic tüüpideks. Inorgaanilised kristallid, nagu NaI(Tl), CsI(Tl), BGO või LYSO, tegutsevad kõrgete tiheduste ja suurtühikute energiasalvestusvõime tõttu hästi ioniseerivate kiirguste jaoks. Orgaanilised scintillatsioonid hõlmavad plasti- või vedelas olekus materjale, mis pakuvad väga kiireid vastuseid (ns-µs ajaskaala) ning sobivad hästi kiirgusdetektoritesse, kus kiirus on kriitiline. Erinevatel materjalidel on erinev valguskiirguse väljund (emissiooninurk), valgustootmine (light yield), aeglaseme deexcitation (lõppkiiruse) ja tihedus, mis mõjutavad detektori jõudlust.

Detektor ja mõõtmine: Scintillatsioonimaterjalid on sageli seotud fotodetektoriga (fotomultipliers või silicon photomultipliers), mis muutavad eralduvad fotonid elektriliseks signaaliks. Olulised omadused on valgusülejõud (photons per MeV), deklarioloogiline aeg (decay time), lineaarne suhtumine ja energiarežiim. Materjalide omadused määravad detektori tundlikkuse, suurusega probleemid (higroskoopsus, temperatuuritaluvus) ja kuluvõimetuse.

Rakendused: Scintillatsioonidetektoreid kasutatakse radiatsiooni kaitses, meditsiinilises pildistamises (PET, SPECT), kõrge energiaga füüsikas (luxury calorimeetrid), keskkonnamõõtetes ja riigikaitses. Teadusuuringutes on oluline protsessi mõistmine ja materjalide omaduste optimeerimine.

Kokkuvõtteks on scintillatsioon oluline meetod ioniseeriva kiirguse muundamiseks nähtavaks või UV-valguseks, mis võimaldab kiirguse detekteerimist ja määramist erinevates rakendustes.