iodprom01

 

Монокристаллический йодистый натрий, активированный таллием NaI(Tl), в настоящее время является самым распространенным из всех сцинтилляционных материалов. Сцинтиллятор NaI(Tl) отличается высоким световыходом — на образование одного фотона в нем затрачивается около 25 эВ. Спектр люминесценции хорошо согласуется со спектральной чувствительностью бищелочных фотокатодов фотоэлектронных умножителей. Сцинтиллятор NaI(Tl) имеет высокую прозрачность к свету собственного излучения и сравнительно прост в изготовлении. Большим недостатком кристалла является его высокая гигроскопичность.

Сцинтиллятор NaI(Tl) очень восприимчив к воздействию излучения, т.е. при длительном облучении происходит ухудшение характеристик материала, также NaI(Tl) не стоит подвергать облучению ультрафиолетовым излучением испускаемому люминесцентными лампами или солнечным светом. Сцинтилляционные кристаллы NaI(Tl) выращиваются с типичным уровнем содержания калия менее 0,00005%, что позволяет использовать их в низкофоновых применениях.

В комнатных условиях световыход сцинтиллятора NaI(Tl) максимален. Ниже 0 °С и выше 60 °С световыход существенно падает. Понижение температуры сопровождается ухудшением собственного разрешения монокристалла в результате возникновения неоднородности светового выхода. От температуры также оказывается зависящим и время высвечивания сцинтиллятора. С ростом температуры оно уменьшается, сначала круто до 150 нс около 60°С, а затем более плавно до 100 нс. Температурный коэффициент составляет 0,22 -0,5 %/°С и зависит от типа образца. При резком изменении температуры возможно разрушение кристалла.

Для небольшого кристалла энергетическое разрешение определяется в основном статистикой фотоэлектронов. Стандартным является измерение энергетического разрешения для фотонов с энергией 662 кэВ от радиоактивного источника Cs137. Полученное на кристалле NaI(Tl) диаметром D=25 мм и высотой H = D наилучшее разрешение составляет 5,6%. Обычно же разрешение составляет 6,5-7,5% для кристаллов размером до D=H=76 мм и 7,5-10% при больших размерах.

 

 Свойства сцинтиллятора NaI(Tl):

Параметр

Значение

Плотность, г/см3

3.67

Точка плавления, K

924

Коэффициент температурного расширения, C-1

47.7 * 10-6

Ориентация кристалла

<100>

Твердость

2

Гигроскопичность

да

Максимальная длина волны излучения, нм

415

Коэффициент преломления при максимальном излучении

1.85

Время спада, нс

250

Световыход, фотон/кэВ

38

Температурная зависимость световыхода

-3%/0C