সিন্টিলেশন ডিটেক্টর হল প্রাথমিক কণা সনাক্ত করার জন্য ডিজাইন করা পরিমাপের সরঞ্জামগুলির মধ্যে একটি। তাদের বৈশিষ্ট্য হল যে পড়া আলো-সংবেদনশীল সিস্টেম ব্যবহারের মাধ্যমে ঘটে। ইউরেনিয়ামের বিকিরণ পরিমাপ করার জন্য 1944 সালে প্রথমবারের মতো এই যন্ত্রগুলি ব্যবহার করা হয়েছিল। কর্মরত এজেন্টের ধরণের উপর নির্ভর করে বিভিন্ন ধরণের ডিটেক্টর রয়েছে৷
গন্তব্য
সিন্টিলেশন ডিটেক্টরগুলি নিম্নলিখিত উদ্দেশ্যে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়:
- পরিবেশের বিকিরণ দূষণের নিবন্ধন;
- তেজস্ক্রিয় পদার্থের বিশ্লেষণ এবং অন্যান্য শারীরিক ও রাসায়নিক গবেষণা;
- আরও জটিল ডিটেক্টর সিস্টেম চালু করতে একটি উপাদান হিসাবে ব্যবহার করুন;
- পদার্থের স্পেকট্রোমেট্রিক অধ্যয়ন;
- বিকিরণ সুরক্ষা ব্যবস্থায় সিগন্যালিং উপাদান (উদাহরণস্বরূপ, তেজস্ক্রিয় দূষণের একটি অঞ্চলে জাহাজের প্রবেশ সম্পর্কে অবহিত করার জন্য ডিজাইন করা ডোজমেট্রিক সরঞ্জাম)।
কাউন্টার উভয় গুণমানের নিবন্ধন তৈরি করতে পারেবিকিরণ এবং এর শক্তি পরিমাপ।
ডিটেক্টর ব্যবস্থা
একটি সিন্টিলেশন রেডিয়েশন ডিটেক্টরের মৌলিক গঠন নিচের চিত্রে দেখানো হয়েছে।
যন্ত্রের প্রধান উপাদানগুলি নিম্নরূপ:
- ফটো মাল্টিপ্লায়ার;
- স্ফটিক জালির উত্তেজনাকে দৃশ্যমান আলোতে রূপান্তর করতে এবং অপটিক্যাল কনভার্টারে প্রেরণ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে
- প্রথম দুটি ডিভাইসের মধ্যে অপটিক্যাল যোগাযোগ;
- ভোল্টেজ স্টেবিলাইজার;
- বৈদ্যুতিক আবেগ রেকর্ড করার জন্য ইলেকট্রনিক সিস্টেম।
প্রকার
বিকিরণের সংস্পর্শে এলে যে পদার্থ ফ্লুরোসেস হয় তার ধরন অনুসারে সিন্টিলেশন ডিটেক্টরের প্রধান প্রকারের নিম্নলিখিত শ্রেণীবিভাগ রয়েছে:
- অজৈব ক্ষার হ্যালাইড মিটার। এগুলি আলফা, বিটা, গামা এবং নিউট্রন বিকিরণ নিবন্ধন করতে ব্যবহৃত হয়। শিল্পে বিভিন্ন ধরনের একক স্ফটিক উৎপন্ন হয়: সোডিয়াম আয়োডাইড, সিজিয়াম, পটাসিয়াম এবং লিথিয়াম, জিঙ্ক সালফাইড, ক্ষারীয় আর্থ মেটাল টুংস্টেট। এগুলি বিশেষ অমেধ্য দিয়ে সক্রিয় হয়৷
- জৈব একক স্ফটিক এবং স্বচ্ছ সমাধান। প্রথম গ্রুপের মধ্যে রয়েছে: অ্যানথ্রাসিন, টোলেন, ট্রান্স-স্টিলবেন, ন্যাপথালিন এবং অন্যান্য যৌগ, দ্বিতীয় গ্রুপে টেরফেনাইল, ন্যাপথলিনের সাথে অ্যানথ্রাসিনের মিশ্রণ, প্লাস্টিকের কঠিন দ্রবণ অন্তর্ভুক্ত। এগুলি সময় পরিমাপের জন্য এবং দ্রুত নিউট্রন সনাক্ত করার জন্য ব্যবহৃত হয়। জৈব সিন্টিলেটরগুলিতে অ্যাডিটিভ সক্রিয় করা হয় নাঅবদান।
- গ্যাস মাধ্যম (He, Ar, Kr, Xe)। এই ধরনের ডিটেক্টরগুলি প্রধানত ভারী নিউক্লিয়াসের বিদারণ খণ্ডগুলি সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। বিকিরণের তরঙ্গদৈর্ঘ্য অতিবেগুনী বর্ণালীতে থাকে, তাই তাদের উপযুক্ত ফটোডিওডের প্রয়োজন হয়।
100 keV পর্যন্ত গতিশক্তি সহ সিন্টিলেশন নিউট্রন ডিটেক্টরের জন্য, 10 এবং 6Li ভর সংখ্যা সহ বোরন আইসোটোপের সাথে সক্রিয় জিঙ্ক সালফাইড স্ফটিক ব্যবহার করা হয়। আলফা কণা নিবন্ধন করার সময়, জিঙ্ক সালফাইড একটি স্বচ্ছ স্তরে একটি পাতলা স্তরে প্রয়োগ করা হয়।
জৈব যৌগের মধ্যে সিন্টিলেশন প্লাস্টিক সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়। এগুলি উচ্চ-আণবিক প্লাস্টিকের আলোকিত পদার্থের সমাধান। প্রায়শই, সিন্টিলেশন প্লাস্টিকগুলি পলিস্টেরিনের ভিত্তিতে তৈরি করা হয়। আলফা এবং বিটা বিকিরণ নিবন্ধন করতে পাতলা প্লেট ব্যবহার করা হয় এবং গামা এবং এক্স-রে এর জন্য মোটা প্লেট ব্যবহার করা হয়। এগুলি স্বচ্ছ পালিশ সিলিন্ডারের আকারে উত্পাদিত হয়। অন্যান্য ধরণের সিন্টিলেটরগুলির তুলনায়, প্লাস্টিকের সিন্টিলেটরগুলির বিভিন্ন সুবিধা রয়েছে:
- শর্ট ফ্ল্যাশ টাইম;
- যান্ত্রিক ক্ষতি, আর্দ্রতার প্রতিরোধ;
- বিকিরণ এক্সপোজারের উচ্চ মাত্রায় বৈশিষ্ট্যের স্থায়িত্ব;
- কম খরচ;
- তৈরি করা সহজ;
- উচ্চ নিবন্ধন দক্ষতা।
ফটোমাল্টিপ্লায়ার
এই সরঞ্জামের প্রধান কার্যকরী উপাদান হল একটি ফটো মাল্টিপ্লায়ার। এটি ইলেক্ট্রোড মাউন্ট করা একটি সিস্টেমএকটি কাচের টিউবে। বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্র থেকে রক্ষা করার জন্য, এটি উচ্চ চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা সহ একটি উপাদান দিয়ে তৈরি একটি ধাতব আবরণে স্থাপন করা হয়। এটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপকে রক্ষা করে৷
ফটোমাল্টিপ্লায়ারে, আলোর ফ্ল্যাশ একটি বৈদ্যুতিক আবেগে রূপান্তরিত হয় এবং ইলেকট্রনের গৌণ নির্গমনের ফলে বৈদ্যুতিক প্রবাহও বিবর্ধিত হয়। কারেন্টের পরিমাণ ডাইনোডের সংখ্যার উপর নির্ভর করে। ইলেকট্রনগুলির ফোকাসিং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ক্ষেত্রের কারণে ঘটে, যা ইলেক্ট্রোডগুলির আকৃতি এবং তাদের মধ্যে সম্ভাব্যতার উপর নির্ভর করে। ছিটকে যাওয়া চার্জযুক্ত কণাগুলি আন্তঃইলেকট্রোড স্পেসে ত্বরান্বিত হয় এবং পরবর্তী ডাইনোডের উপর পড়ে অন্য নির্গমন ঘটায়। এর কারণে ইলেকট্রনের সংখ্যা কয়েকগুণ বেড়ে যায়।
সিন্টিলেশন ডিটেক্টর: এটি কীভাবে কাজ করে
কাউন্টারগুলো এভাবে কাজ করে:
- আহিত কণা সিন্টিলেটরের কার্যকারী পদার্থে প্রবেশ করে।
- স্ফটিক, দ্রবণ বা গ্যাসের অণুর আয়নকরণ এবং উত্তেজনা ঘটে।
- অণুগুলি ফোটন নির্গত করে এবং এক সেকেন্ডের মিলিয়ন ভাগের পরে তারা ভারসাম্যে ফিরে আসে।
- ফটো মাল্টিপ্লায়ারে, আলোর ঝলক "বিবর্ধিত" হয় এবং অ্যানোডে আঘাত করে৷
- আনোড সার্কিট বৈদ্যুতিক প্রবাহকে প্রশস্ত করে এবং পরিমাপ করে।
সিন্টিলেশন ডিটেক্টরের অপারেশনের নীতিটি লুমিনেসেন্সের ঘটনার উপর ভিত্তি করে। এই ডিভাইসগুলির প্রধান বৈশিষ্ট্য হল রূপান্তর দক্ষতা - সিন্টিলেটরের সক্রিয় পদার্থের একটি কণা দ্বারা হারিয়ে যাওয়া শক্তির সাথে আলোর ফ্ল্যাশের শক্তির অনুপাত।
সুবিধা এবং অসুবিধা
সিন্টিলেশন রেডিয়েশন ডিটেক্টরের সুবিধার মধ্যে রয়েছে:
- উচ্চ সনাক্তকরণ দক্ষতা, বিশেষ করে উচ্চ শক্তির শর্টওয়েভ গামা রশ্মির জন্য;
- ভাল অস্থায়ী রেজোলিউশন, অর্থাৎ, দুটি বস্তুর একটি পৃথক চিত্র দেওয়ার ক্ষমতা (এটি 10-10 s এ পৌঁছায়);
- শনাক্ত কণার শক্তির একযোগে পরিমাপ;
- বিভিন্ন আকারের কাউন্টার তৈরির সম্ভাবনা, প্রযুক্তিগত সমাধানের সরলতা।
এই কাউন্টারগুলির অসুবিধা হল কম শক্তিযুক্ত কণাগুলির প্রতি কম সংবেদনশীলতা। যখন এগুলিকে স্পেকট্রোমিটারের অংশ হিসাবে ব্যবহার করা হয়, তখন প্রাপ্ত তথ্যের প্রক্রিয়াকরণ আরও জটিল হয়ে ওঠে, যেহেতু বর্ণালীটির একটি জটিল রূপ রয়েছে৷
