scintillatsioonimaterjaliga

Scintillatsioonimaterjalid on ained, mis ioniseeriva kiirguse mõjul eraldavad valgusmolekule ehk luminestsentsi. Seda valgust suunatakse tavaliselt fotodetektorisse, kus see muudetakse elektriliseks signaaliks. Sellised materjalid on olulised kiirguse detekteerimisel ja mõõtmisel ning neid kasutatakse laialdaselt nii meditsiinis kui teaduslikes rakendustes.

Põhihind jaotuses jagunevad scintillatsioonimaterjalid peamiselt kaheks: orgaanilised ja anorgaanilised. Orgaanilised scintillatsiooni‑materjalid on tavaliselt plastist (nt polüvinyltoluene või polüstüreeni baasil). Nad on odavad, kerged ja pakuvad hea ajaülitust, kuid nende valgusvõimsus ja energiastabilisus võivad olla piiratud. Inorgaanilised kristallid, nagu NaI(Tl), CsI(Tl), BGO (Bi4Ge3O12), LYSO:Ce ja GSO:Ce, pakuvad suuremat skintillatsiooni tootlikkust, rangemat spektriaalset vastavust ning erinevaid tihedusi ja nõudmisi niiskuse suhtes.

Olulised parameetrid on skintillatsiooni toodang (fotoni arv MeV‑1), emissioonispektri lainepikkus, lagunemisaeg (decay time), tihedus ja efektiivne Z, hygroscopicus ning kiirgusvastupidavus. Näiteks NaI(Tl) levitab umbes 38 000 fotoni/MeV ja emiteerib ~415 nm valgust; CsI(Tl) – ~54 000 fotoni/MeV, ~550 nm; LYSO:Ce – ~27 000 fotoni/MeV, ~420 nm, lagunemisaeg ~40 ns; BGO – ~8 000 fotoni/MeV, ~480–520 nm, lagunemisaeg ~300 ns. NaI on väga niiskustundlik, teised materjalid on sageli vähem niiskusts­tundlikud.

Kasutusalad hõlmavad meditsiinilist pildistamist (PET ja SPECT), kõrgetasemelist kiirgusülevaadatust ja detektsioonisüsteeme, julgeoleku skaneeringuid ning kiirgusdozimetriat. Detektorid koosnevad kiirguse korral scintillatsioonist, mida jätkusuutvalt ergab fotodetektor (PMT või SiPM) ja millele järgneb elektrooniline lugemine.