Когато става въпрос за откриване на радиация, преносимият тритиев монитор е незаменим инструмент, особено за индустрии и изследователски съоръжения, работещи с тритий - радиоактивен изотоп на водорода. Като доставчик на преносими тритиеви монитори често ме питат за видовете сензори, използвани в тези устройства. В тази публикация в блога ще разгледам различните сензори, използвани в преносимите тритиеви монитори, техните принципи на работа и тяхното значение за осигуряване на точно и надеждно откриване на тритий.
Сцинтилационни детектори
Сцинтилационните детектори са едни от най-често използваните сензори в преносимите тритиеви монитори. Тези детектори работят на принципа на сцинтилация, което е излъчване на светлина, когато заредена частица взаимодейства със сцинтилиращ материал. В контекста на мониторинга на тритий, бета частиците, излъчвани от тритий, взаимодействат със сцинтилатора, карайки го да излъчва фотони.
Има два основни вида сцинтилатори, използвани при мониторинг на тритий: органични и неорганични сцинтилатори. Органичните сцинтилатори, като пластмасовите сцинтилатори, често са предпочитани поради тяхната висока светлинна мощност, бързо време за реакция и лекота на производство. Те също са сравнително евтини, което ги прави рентабилен вариант за много приложения. Неорганичните сцинтилатори, от друга страна, като кристалите натриев йодид (NaI), предлагат висока ефективност на откриване и отлична енергийна разделителна способност. Те обаче са по-крехки и изискват внимателно боравене.
Фотоните, излъчени от сцинтилатора, след това се откриват от фотоумножителна тръба (PMT) или силициев фотоумножител (SiPM). PMT е високочувствително устройство, което усилва слабия светлинен сигнал от сцинтилатора в електрически сигнал. SiPM, от друга страна, са твърди устройства, които предлагат подобна производителност като PMT, но с по-ниска консумация на енергия и по-добра здравина.
Йонизационни камери
Йонизационните камери са друг вид сензор, използван в преносимите тритиеви монитори. Тези камери работят чрез измерване на йонизацията на газ, когато е изложен на радиация. Когато бета частици от тритий преминават през газа в йонизационната камера, те йонизират газовите молекули, създавайки положителни йони и свободни електрони.
След това положителните йони и електрони се събират от електроди в камерата, създавайки електрически ток. Големината на този ток е пропорционална на количеството налична радиация. Йонизационните камери са известни със своята линейна реакция на радиация, което означава, че изходният ток е право пропорционален на мощността на дозата на радиация.
Едно от предимствата на йонизационните камери е способността им да измерват широк диапазон от нива на радиация. Те също така са относително прости по дизайн и имат дълъг живот. Те обаче са по-малко чувствителни от сцинтилационните детектори, особено при ниски нива на радиация.
Полупроводникови детектори
Полупроводниковите детектори стават все по-популярни в преносимите тритиеви монитори. Тези детектори се основават на принципа на генериране на двойки електрон - дупка в полупроводников материал, когато той е изложен на радиация. Когато бета частици от тритий взаимодействат с полупроводника, те създават двойки електрон - дупка, които след това се разделят от приложено електрическо поле, създавайки електрически сигнал.
Силицият и германият са два често използвани полупроводникови материала при откриване на радиация. Силициевите детектори са широко използвани поради тяхната ниска цена, висока енергийна разделителна способност и бързо време за реакция. Германиевите детектори, от друга страна, предлагат още по-добра енергийна разделителна способност, но изискват охлаждане до температури на течен азот за намаляване на шума.
Полупроводниковите детектори предлагат няколко предимства пред другите видове сензори. Те имат висока ефективност на откриване, отлична енергийна разделителна способност и могат да бъдат направени в малки размери, което ги прави подходящи за преносими приложения. Те обаче са по-чувствителни към температурни промени и радиационно увреждане в сравнение с йонизационните камери и сцинтилационните детектори.
Пропорционални броячи
Пропорционалните броячи са вид напълнен с газ детектор, който работи в пропорционалната област на кривата на умножение на газа. Подобно на йонизационните камери, пропорционалните броячи измерват йонизацията на газ, когато е изложен на радиация. Въпреки това, в пропорционалния брояч коефициентът на умножение на газа е много по-висок, което означава, че изходният сигнал се усилва значително.
Когато бета частици от тритий влязат в пропорционалния брояч, те йонизират газовите молекули, създавайки първични двойки йон - електрон. След това тези първични двойки преминават през процес на умножение поради силното електрическо поле в брояча, създавайки голям брой вторични йонно-електронни двойки. След това полученият електрически сигнал се открива и измерва.
Пропорционалните броячи предлагат добра енергийна разделителна способност и могат да се използват за разграничаване на различни видове радиация. Те също така са относително нечувствителни към фоновата радиация в сравнение с някои други видове сензори. Те обаче изискват по-сложна електронна схема за работа и са по-чувствителни към промените в налягането и състава на газа.
Значение на избора на сензор
Изборът на подходящ сензор за преносим тритиев монитор зависи от няколко фактора. Чувствителността на сензора е решаващ фактор, особено при наблюдение на ниски нива на тритий. Сцинтилационните детектори и полупроводниковите детектори обикновено предлагат по-висока чувствителност в сравнение с йонизационните камери и пропорционалните броячи.
Енергийната разделителна способност е друго важно съображение, особено когато е необходимо да се направи разлика между различните видове радиация или да се измери точно енергията на бета-частиците, излъчвани от тритий. Полупроводниковите детектори и пропорционалните броячи обикновено предлагат по-добра енергийна разделителна способност от сцинтилационните детектори и йонизационните камери.
Размерът и преносимостта на сензора също са важни, тъй като преносимите тритиеви монитори трябва да бъдат лесни за пренасяне и използване на различни места. Сензори с малък размер, като полупроводникови детектори и някои видове сцинтилационни детектори, са по-подходящи за преносими приложения.
Разходите също са важен фактор, особено за клиентите с бюджет. Органичните сцинтилационни детектори и йонизационните камери обикновено са по-рентабилни в сравнение с неорганичните сцинтилационни детектори и полупроводниковите детектори.
Нашите преносими тритиеви монитори
Като доставчик на преносими тритиеви монитори, ние разбираме значението на използването на висококачествени сензори в нашите продукти. Нашите монитори са оборудвани с най-съвременни сензори, които предлагат висока чувствителност, отлична енергийна разделителна способност и надеждна работа. Независимо дали имате нужда от монитор за мониторинг на околната среда, атомни електроцентрали или изследователски лаборатории, ние имаме правилното решение за вас.
В допълнение към преносимите тритиеви монитори, ние предлагаме и набор от други продукти за откриване на радиация, като напрМонитор на повърхностно радиационно замърсяванеиЕлектронен персонален радиационен дозиметър. Тези продукти са предназначени да отговорят на разнообразните нужди на нашите клиенти в областта на радиационната безопасност.
Свържете се с нас за покупка
Ако се интересувате от нашите преносими тритиеви монитори или някой от другите ни продукти за откриване на радиация, препоръчваме ви да се свържете с нас за подробна дискусия. Нашият екип от експерти с удоволствие ще ви помогне да изберете правилния продукт за вашите специфични изисквания и ще ви предостави конкурентна оферта. Независимо дали сте голямо индустриално предприятие или малък изследователски център, ние се ангажираме да ви предоставим възможно най-добрите решения за вашите нужди от откриване на радиация.
Референции
- Knoll, Glenn F. Откриване и измерване на радиация. Джон Уайли и синове, 2010 г.
- Лео, Уилям Р. Техники за експерименти с ядрена физика и физика на частиците: Как да подходим. Спрингър, 1994 г.
- Цулфанидис, Николас. Измерване и откриване на радиация. CRC Press, 2013.
