Porovnání plastového scintilačního detektoru s detektorem NaI(Tl), jejich užitných a dozimetrických vlastností 1. Plastový scintilační detektor 2. NaI(Tl) detektor
Abstrakt
Tato bakalářská práce se zabývá ionizujícím zářením, především pak jeho detekcí neboli měřením a to dvěma scintilačními detektory ionizujícího záření, plastovým scintilačním detektorem a detektorem jodidu sodného aktivovaného thaliem neboli NaI(Tl).
V první kapitole je nejprve rozebíráno ionizující záření z obecného hlediska, např. co je to ionizující záření a radioaktivita, uvedeny a vysvětleny druhy radioaktivních přeměn, dále jsou vysvětleny interakce ionizujícího záření. Následně zobrazen průchod ionizujícího záření hmotou a v krátkosti zdroje ionizujícího záření. Poté jsou uvedeny veličiny a jednotky charakterizující pole záření v prostoru a působení záření na látku. Jelikož se ve své bakalářské práci nezabývám účinky ionizujícího záření na organismus, nejsou zde uvedeny veličiny a jednotky s tím spjaté.
Po informacích týkajících se ionizujícího záření jsou obecné informace o scintilačních detektorech, jaké ideální vlastnosti by měl mít scintilační materiál, princip scintilačních detektorů. Především pak informace o uvedených detektorech a jejich vlastnosti.
Cílem práce je porovnání plastového scintilačního detektoru a detektoru NaI(Tl), které jsou v dnešní době velmi často využívány. Porovnat užitné vlastnosti těchto detektorů, které se používají v dozimetrii, v průmyslu, ve zdravotnictví, aj. Porovnat účinnost, rozlišení, energetické závislosti, aj. pomocí měření s bodovými zářiči.
Pro účinné porovnání byly k měření použity detektory o stejné velikosti, dále pak radionuklidové zdroje emitující ionizující záření s různými energiemi v celém rozsahu měření. Veškerá měření probíhala po dostatečně dlouhou dobu a v olověném stínění, aby nedocházelo k rušení okolním (přírodním) zářením.
Ve výsledných spektrech jsou vyznačeny píky daných radionuklidů, aby byl zřetelný rozdíl v rozlišení u použitých detektorů, dále je graficky znázorněn světelný výtěžek detektorů.
Provedl jsem energetickou kalibraci obou detektorů, účinnostní kalibraci pouze u detektoru NaI(Tl), u plastového detektoru nebylo možné tuto kalibraci realizovat především z důvodu špatného rozlišení tohoto detektoru a z toho vyplývající nedostatek kalibračních bodů. Tento problém měl za následek, že energetická kalibrační křivka u plastového detektoru není lineární, tudíž není úplně optimální. U detektoru NaI(Tl) jsou obě vytvořené křivky v podstatě ideální.
Z naměřených spekter a jejich vyhodnocení vyplývá, že detektor NaI(Tl) má znatelně lepší rozlišovací schopnost a lepší světlený výtěžek. Proč tedy a k čemu používat plastový scintilační detektor? O tom je diskutováno v závěru bakalářské práce. I přesto, že mají plastové detektory horší spektrometrické vlastnosti, se používají velmi často. Především proto, že jsou několika násobně levnější a dají vyrábět ve velkých rozměrech a různých tvarech za přijatelnou cenu. Slouží k rychlé selekci, tedy zjištění, zda měřený objekt vyzařuje ionizující záření či nikoliv. Zatímco NaI(Tl) detektory se používají k identifikaci radionuklidů vzhledem k svému poměrně vysokému rozlišení.