מונה הניצוץ מורכב משני רכיבים, כגון נצנץ (זרחן) ומכפיל מסוג פוטואלקטרוניקה. בתצורה הבסיסית, היצרנים הוסיפו למונה זה מקור להספק חשמלי וציוד רדיו המספק הגברה ורישום של פולסי PMT. לעתים קרובות למדי, השילוב של כל האלמנטים של מערכת זו מתבצע באמצעות מערכת אופטית - מנחה אור. בהמשך המאמר, נשקול את עקרון הפעולה של מונה נצנצים.
תכונות העבודה
התקן של מונה נצנצים מסובך למדי, ולכן יש לתת לנושא זה יותר תשומת לב. מהות הפעולה של מנגנון זה היא כדלקמן.
חלקיק טעון נכנס למכשיר, וכתוצאה מכך כל המולקולות מתרגשות. עצמים אלה מתיישבים לאחר פרק זמן מסוים, ובתהליך זה הם משחררים את מה שנקרא פוטונים. כל התהליך הזה נחוץ כדי שהבזק האור יתרחש. פוטונים מסוימים עוברים לפוטוקתודה. תהליך זה נחוץ להופעת פוטואלקטרונים.
פוטו-אלקטרונים ממוקדים ומועברים אלאלקטרודה מקורית. פעולה זו מתרחשת עקב עבודתו של מה שנקרא PMT. בפעולה שלאחר מכן, מספרם של אותם אלקטרונים גדל פי כמה, מה שמקל על פליטת אלקטרונים. התוצאה היא מתח. יתר על כן, זה רק מגביר את השפעתו המיידית. משך הדופק ומשרעתו ביציאה נקבעים לפי המאפיינים האופייניים.
במה משתמשים במקום זרחן?
במכשיר הזה, הומצא תחליף ליסוד כמו זרחן. בדרך כלל, יצרנים משתמשים ב:
- קריסטלים מסוג אורגני;
- מנצנצים נוזליים, שחייבים להיות גם מסוג אורגני;
- נצנץ מוצק שעשויים מפלסטיק;
- גז מנצנץ.
בהסתכלות על הנתונים על החלפת זרחן, ניתן לראות שיצרנים משתמשים ברוב המקרים בחומרים אורגניים בלבד.
מאפיין עיקרי
הגיע הזמן לדבר על המאפיין העיקרי של מוני הניצוץ. קודם כל, יש לשים לב לתפוקת האור, הקרינה, ההרכב הספקטרלי שלו ועצם משך הניצוץ.
בתהליך העברת חלקיקים טעונים שונים דרך הניצוץ, נוצר מספר מסוים של פוטונים, הנושאים לכאן או אנרגיה אחרת. חלק גדול למדי מהפוטונים המיוצרים ייספגו וייהרס במיכל עצמו. במקום פוטוניםאשר נספגו, ייווצרו סוגים אחרים של חלקיקים, אשר ייצגו אנרגיה בעלת אופי מעט פחות. כתוצאה מכל הפעולה הזו, יופיעו פוטונים שתכונותיהם אופייניות בלעדית לנצנץ.
פלט אור
לאחר מכן, שקול את מונה הנצנצים ואת עקרון פעולתו. עכשיו בואו נשים לב לתפוקת האור. תהליך זה נקרא גם יעילות מסוג המרה. הפלט של האור הוא מה שנקרא היחס בין האנרגיה שיוצאת לכמות האנרגיה של החלקיק הטעון שאבד במפלצת.
בפעולה זו, המספר הממוצע של פוטונים יוצא אך ורק החוצה. זה נקרא גם האנרגיה של הטבע הממוצע של הפוטונים. כל אחד מהחלקיקים הקיימים במכשיר אינו מוציא את המונואנרגטיות, אלא רק את הספקטרום כפס מתמשך. אחרי הכל, הוא זה שאופייני לעבודות מסוג זה.
יש צורך לשים לב לדבר החשוב ביותר, כי ספקטרום זה של פוטונים משאיר באופן עצמאי את הניצוץ המוכר לנו. חשוב שהיא תחפוף או לפחות תחפוף חלקית למאפיין הספקטרלי של ה-PMT. חפיפה זו של רכיבי נצנץ בעלי מאפיין שונה נקבעת אך ורק על ידי המקדם המוסכם על היצרנים.
במקדם זה, הספקטרום של הסוג החיצוני או הספקטרום של הפוטונים שלנו נכנס לסביבה החיצונית של התקן זה. היום יש דבר כזה "יעילות ניצוץ". זוהי השוואה של המכשיר עםנתוני PMT אחרים.
קונספט זה משלב כמה היבטים:
- יעילות לוקחת בחשבון את מספר הפוטונים שלנו הנפלטים על ידי הניצוץ ליחידת אנרגיה נספגת. מחוון זה לוקח בחשבון גם את רגישות המכשיר לפוטונים.
- היעילות של עבודה זו, ככלל, מוערכת על ידי השוואה ליעילות הניצוץ של הניצוץ, הנלקחת כסטנדרט.
שינויי נצנוץ שונים
עקרון הפעולה של מונה נצנוץ מורכב גם מההיבט הלא פחות חשוב הבא. ניצוץ יכול להיות נתון לשינויים מסוימים. הם מחושבים לפי חוק מיוחד.
בו, I0 מציין את העוצמה המקסימלית של הניצוץ שאנו שוקלים. לגבי המחוון t0- זה ערך קבוע והוא מציין את זמן מה שנקרא הנחתה. דעיכה זו מציגה את הזמן שבמהלכו העוצמה יורדת בערכה במספר (e) פעמים.
יש גם צורך לשים לב למספר מה שנקרא פוטונים. זה מסומן באות n בחוק שלנו.
היכן המספר הכולל של הפוטונים הנפלטים במהלך תהליך הניצוץ. פוטונים אלו נפלטים בזמן מסוים ונרשמים במכשיר.
תהליכי עבודה של זרחן
כפי שכתבנו קודם, מונים נצנציםלפעול על בסיס העבודה של אלמנט כזה כמו זרחן. באלמנט זה מתבצע תהליך של מה שנקרא זוהר. והוא מחולק לכמה סוגים:
- הסוג הראשון הוא פלואורסצנטי.
- הסוג השני הוא זרחני.
שני המינים הללו נבדלים בעיקר בזמן. כאשר מה שנקרא מהבהב מתרחש בשילוב עם תהליך אחר או במהלך פרק זמן בסדר גודל של 10-8 שניות, זהו תהליך מהסוג הראשון. לגבי הסוג השני, כאן מרווח הזמן ארוך במקצת מהסוג הקודם. אי התאמה זו בזמן נוצרת מכיוון שהמרווח הזה תואם את חייו של אטום במצב חסר מנוחה.
בסך הכל, משך התהליך הראשון אינו תלוי כלל במדד חוסר השקט של אטום זה או אחר, אך לגבי הפלט של תהליך זה, הריגוש של יסוד זה הוא שמשפיע עליו. כדאי גם לשים לב לעובדה שבמקרה של חוסר שקט של גבישים מסוימים, קצב היציאה כביכול נמוך במקצת מאשר עם photoexcitation.
מהי זרחן?
היתרונות של מונה הניצוץ כוללים את תהליך הזרחני. תחת מושג זה, רוב האנשים מבינים רק זוהר. לכן, נשקול תכונות אלה בהתבסס על תהליך זה. תהליך זה הוא מה שנקרא המשך התהליך לאחר סיום סוג מסוים של עבודה. זרחון של זרחנים גבישיים נובע משילוב מחדש של אלקטרונים וחורים שנוצרו במהלך עירור. בבירורחפצי זרחן, זה בלתי אפשרי לחלוטין להאט את התהליך, מכיוון שהאלקטרונים והחורים שלהם נופלים לתוך מה שנקרא מלכודות. ממש מהמלכודות הללו הם יכולים להשתחרר לבד, אבל בשביל זה הם, כמו חומרים אחרים, צריכים לקבל אספקה נוספת של אנרגיה.
בהקשר זה, משך התהליך תלוי גם בטמפרטורה מסוימת. אם גם מולקולות אחרות בעלות אופי אורגני לוקחות חלק בתהליך, אז תהליך הזרחן מתרחש רק אם הן במצב גרורתי. והמולקולות האלה לא יכולות להיכנס למצב נורמלי. רק במקרה זה נוכל לראות את התלות של תהליך זה במהירות ובטמפרטורה עצמה.
תכונות של מונים
בעל יתרונות וחסרונות של מונה נצנצים, אותם נשקול בסעיף זה. קודם כל נתאר את היתרונות של המכשיר, כי יש די הרבה כאלה.
מומחים מדגישים שיעור גבוה למדי של יכולת זמנית. עם הזמן, דופק אחד הנפלט על ידי מכשיר זה אינו עולה על עשר שניות. אבל זה המקרה אם נעשה שימוש במכשירים מסוימים. למונה זה יש מחוון זה פי כמה פחות מהאנלוגים האחרים שלו עם פריקה עצמאית. זה תורם רבות לשימוש בו, מכיוון שמהירות הספירה עולה מספר פעמים.
האיכות החיובית הבאה של מונים מסוג זה היא אינדיקטור קטן למדי לדחף מאוחר. אבל תהליך כזה מתבצע רק לאחר שהחלקיקים עברו את תקופת הרישום. זה אותו הדברמאפשר לך לשמור ישירות את זמן הדופק של סוג זה של מכשיר.
כמו כן, למוני ניצוץ יש רמת רישום גבוהה למדי של חלקיקים מסוימים, הכוללים נוירונים וקרניהם. על מנת להגביר את רמת הרישום, הכרחי שחלקיקים אלו יגיבו עם מה שנקרא גלאים.
ייצור מכשירים
מי המציא את מונה הנצנצים? זה נעשה על ידי הפיזיקאי הגרמני קלמן הרטמוט פול ב-1947, וב-1948 המציא המדען את רדיוגרפיית נויטרונים. עקרון הפעולה של מונה הניצוץ מאפשר לייצר אותו בגודל גדול למדי. זה תורם לעובדה שניתן לבצע את מה שנקרא ניתוח הרמטי של שטף אנרגיה גדול למדי, הכולל קרניים אולטרה סגולות.
ניתן גם להכניס חומרים מסוימים למכשיר, שאיתם נויטרונים יכולים לקיים אינטראקציה טובה למדי. אשר, כמובן, יש תכונות חיוביות מיידיות בייצור ובשימוש עתידי של דלפק מסוג זה.
סוג עיצוב
חלקיקים של מונה הניצוץ מבטיחים את הביצועים האיכותיים שלו. לצרכנים יש את הדרישות הבאות לתפעול המכשיר:
- על מה שנקרא photocathode הוא האינדיקטור הטוב ביותר לאיסוף אור;
- בפוטוקתודה זו יש סוג אחיד במיוחד של חלוקת אור;
- חלקיקים מיותרים במכשיר מוחשכים;
- לשדות מגנטיים אין שום השפעה על כל תהליך הספק;
- מקדם פנימהבמקרה זה יציב.
חסרונות מונה נצנוץ יש את המינימום ביותר. בעת ביצוע עבודה, הכרחי לוודא שהמשרעת של סוגי האות של הפולסים תואמת לסוגים אחרים של אמפליטודות.
אריזה נגדית
דלפק הניצוץ ארוז לרוב במיכל מתכת עם זכוכית בצד אחד. בנוסף, מונחת שכבה של חומר מיוחד בין המיכל עצמו לבין הניצוץ, המונעת כניסת קרניים אולטרה סגולות וחום. אין צורך לארוז את הנצנצים מפלסטיק במיכלים אטומים, עם זאת, לכל המנצנצים המוצקים חייבים להיות חלון יציאה בקצה אחד. חשוב מאוד לשים לב לאריזה של מכשיר זה.
הטבות מטר
היתרונות של מונה הניצוץ הם כדלקמן:
- הרגישות של מכשיר זה היא תמיד ברמה הגבוהה ביותר, והיעילות הישירה שלו תלויה בכך ישירות.
- יכולות הכלי כוללות מגוון רחב של שירותים.
- היכולת להבחין בין חלקיקים מסוימים משתמשת רק במידע על האנרגיה שלהם.
זה בגלל האינדיקטורים לעיל שסוג זה של מונה עלה על כל מתחריו והפך בצדק למכשיר הטוב מסוגו.
כדאי לציין גם שחסרונותיו כוללים תפיסה רגישהשינויים בטמפרטורה מסוימת, כמו גם בתנאי הסביבה.
