Teknolohiya sa pagsukat ng radiation

Mga detektor ng track-etch

Kapag ang isang sisingilin na butil ay nagpapabagal at humihinto sa isang solid, ang enerhiya na idineposito nito sa track ay maaaring maging sanhi ng permanenteng pinsala sa materyal. Mahirap na obserbahan ang direktang katibayan ng lokal na pinsala na ito, kahit na sa ilalim ng maingat na pagsusuri ng mikroskopiko. Sa ilang mga dielectric na materyales, gayunpaman, ang pagkakaroon ng nasira na track ay maaaring maihayag sa pamamagitan ng chemical etching (pagguho) ng materyal na ibabaw gamit ang isang acid o base solution. Kung ang mga sisingilin na mga particle ay nag-iilaw sa ibabaw ng ilang oras sa nakaraan, pagkatapos ay umalis ang bawat isa ng isang tugaygayan ng nasirang materyal na nagsisimula sa ibabaw at umaabot sa isang malalim na katumbas ng saklaw ng maliit na butil. Sa mga materyales na pinili, ang rate ng etching ng kemikal sa kahabaan ng track na ito ay mas mataas kaysa sa rate ng pag-etching ng undamaged na ibabaw. Samakatuwid, habang umuusbong ang etching, ang isang hukay ay nabuo sa posisyon ng bawat track. Sa loob ng ilang oras, ang mga pits na ito ay maaaring maging sapat na malaki upang maaari silang makita nang direkta sa ilalim ng isang mababang lakas na mikroskopyo. Ang isang pagsukat ng bilang ng mga pits sa bawat lugar ng yunit ay pagkatapos ay isang sukatan ng tinga pagkilos ng bagay na kung saan ang ibabaw ay nakalantad.

May isang minimum na density ng pinsala sa kahabaan ng track na kinakailangan bago ang rate ng etching ay sapat upang lumikha ng isang pit. Dahil ang density ng pinsala ay nauugnay sa dE / dx ng maliit na butil, ito ay pinakamataas para sa pinakapigil na sisingilin na mga particle. Sa anumang naibigay na materyal, kinakailangan ang isang tiyak na minimum na halaga para sa dE / dx bago pa malinang ang mga pits. Halimbawa, sa mineral mika, ang mga pits ay sinusunod lamang mula sa masiglang mabibigat na ions na ang masa ay 10 o 20 na mga atomic mass unit o mas malaki. Maraming mga karaniwang mga materyal na plastik ang mas sensitibo at bubuo ng mga pits ng etch para sa mga low-mass ion tulad ng helium (alpha particles). Ang ilang mga partikular na sensitibong plastik tulad ng cellulose nitrate ay bubuo ng mga pits kahit para sa mga proton, na hindi bababa sa pagkasira ng mga mabibigat na sisingilin na partikulo. Walang natagpuan ang mga materyales na makagawa ng mga pits para sa mababang mga track ng dE / dx ng mga mabilis na elektron. Ang pag-uugali ng threshold na ito ay gumagawa ng mga nasabing detektib na ganap na hindi nakakasama sa mga beta particle at gamma ray. Ang kaligtasan sa sakit na ito ay maaaring mapagsamantala sa ilang mga aplikasyon kung saan ang mahina na mga pag-flake ng mabibigat na sisingilin na mga particle ay dapat na nakarehistro sa pagkakaroon ng isang mas matinding background ng gamma ray. Halimbawa, maraming mga sukat sa kapaligiran ng mga particle ng alpha na ginawa ng pagkabulok ng radon gas at ang mga produkto ng anak na babae nito ay ginawa gamit ang plastic track-etch film. Ang background sa hindi nakikilala ray gamma ay mangibabaw sa pagtugon ng maraming iba pang mga uri ng mga detektor sa ilalim ng mga sitwasyong ito. Sa ilang mga materyales ang track track ay ipinakita upang manatili sa materyal para sa hindi tiyak na mga tagal ng oras, at ang mga pits ay maaaring mailagay maraming taon pagkatapos ng pagkakalantad. Ang mga pag-aari ng etching ay, gayunpaman, potensyal na apektado sa pamamagitan ng pagkakalantad sa ilaw at mataas na temperatura, kaya ang ilang pag-iingat ay dapat na maisagawa sa matagal na pag-iimbak ng mga nakalantad na mga sample upang maiwasan ang pagkupas ng mga track track.

Ang mga awtomatikong pamamaraan ay binuo upang masukat ang etch pit density gamit ang mga yugto ng mikroskopyo na isinama sa mga computer na may naaangkop na optical-analysis software. Ang mga sistemang ito ay may kakayahang ilang antas ng diskriminasyon laban sa "mga artifact" tulad ng mga gasgas sa sample na ibabaw at maaaring magbigay ng isang makatwirang tumpak na pagsukat ng bilang ng mga track sa bawat unit area. Ang isa pang pamamaraan ay nagsasama ng medyo manipis na mga plastik na pelikula, kung saan ang mga track ay naka-etched ng buong sa pelikula upang mabuo ang mga maliliit na butas. Ang mga butas na ito ay maaaring awtomatikong mabibilang sa pamamagitan ng pagpasa ng pelikula nang dahan-dahan sa pagitan ng isang hanay ng mga elektrod na may mataas na boltahe at elektronikal na pagbibilang ng mga sparks na nagaganap habang pumasa ang isang butas.

Neutron-activation foils

Para sa energies ng radiation ng maraming MeV at mas mababa, mga sisingilin na mga particle at mabilis na mga elektron ay hindi nagtulak ng mga reaksyon ng nukleyar sa mga materyales ng pagsisipsip. Ang gamma ray na may enerhiya sa ibaba ng ilang MeV ay hindi rin madaling mag-udyok sa mga reaksyon sa nuclei. Samakatuwid, kapag halos anumang materyal ay binomba ng mga form na ito ng radiation, ang nuclei ay nananatiling hindi maapektuhan at walang radioactivity ang na-impluwensya sa irradiated material.

Kabilang sa mga karaniwang anyo ng radiation, ang mga neutron ay eksepsiyon sa pangkalahatang pag-uugali na ito. Dahil wala silang singil, ang mga neutrons kahit na mababa ang enerhiya ay madaling makisalamuha sa nuclei at magbuod ng isang malawak na pagpipilian ng mga reaksyong nukleyar. Marami sa mga reaksyon na ito ay humahantong sa mga produktong radioactive na ang paglaon ay maaaring masusukat sa pamamagitan ng maginoo na mga detektor upang malaman ang mga radiasyon na naipalabas sa kanilang pagkabulok. Halimbawa, maraming uri ng nuclei ang sumisipsip ng neutron upang makabuo ng isang radioactive nucleus. Sa panahon na ang isang sample ng materyal na ito ay nakalantad sa mga neutron, isang populasyon ng radioactive nuclei ang natipon. Kapag ang sample ay tinanggal mula sa pagkakalantad ng neutron, ang populasyon ay mabulok na may isang naibigay na kalahating buhay. Ang ilang uri ng radiation ay halos palaging pinapalabas sa pagkabulok na ito, madalas na mga partikulo ng beta o gamma ray o pareho, na kung saan ay maaaring mabilang gamit ang isa sa mga aktibong pamamaraan ng pagtuklas na inilarawan sa ibaba. Dahil maaari itong maiugnay sa antas ng sapilitan na radioactivity, ang intensity ng neutron flux na kung saan ang sample ay nakalantad ay maaaring maibawas mula sa pagsukat ng radioactivity na ito. Upang maipukaw ang sapat na radioactivity upang pahintulutan ang makatuwirang pagsukat, kinakailangan ang medyo matinding pag-flu ng neutron. Samakatuwid, ang mga foil ng activation ay madalas na ginagamit bilang isang pamamaraan upang masukat ang mga patlang na neutron sa paligid ng mga reaktor, accelerator, o iba pang matinding mapagkukunan ng mga neutron.

Ang mga kagamitang tulad ng pilak, indium, at ginto ay karaniwang ginagamit para sa pagsukat ng mabagal na neutron, samantalang ang bakal, magnesiyo, at aluminyo ay posible na mga pagpipilian para sa mga pagsukat na mabilis na neutron. Sa mga kasong ito, ang kalahating buhay ng aktibidad na sapilitan ay nasa saklaw ng ilang minuto hanggang sa ilang araw. Upang mabuo ang populasyon ng radioactive nuclei na lumalapit sa pinakamataas na posible, ang kalahati ng buhay ng sapilitan na radioactivity ay dapat na mas maikli kaysa sa oras ng pagkakalantad sa neutron flux. Kasabay nito, ang kalahating buhay ay dapat na sapat na sapat upang payagan para sa maginhawang pagbibilang ng radioactivity sa sandaling ang sample ay tinanggal mula sa patlang na neutron.