Page 75 - Giáo trình môn học Nguyên lý tạo ảnh

Khi hấp thụ năng lượng từ chùm tia phóng xạ. Một số tinh thể có khả năng phát
quang. Mật độ và năng lượng bức xạ phát ra phụ thuộc vào năng lượng hấp thụ được.
Do vậy, có thể đo được năng lượng chùm tia đã truyền cho tinh thể bằng cách đo
năng lượng chùm tia thứ cấp phát từ tinh thể đó.
Hiện nay tinh thể có đặc tính phát quang thường dùng là: Tinh thể muối ZnS
phát quang dưới tác dụng của tia X, tia gamma, tinh thể muối NaI được hoạt hoá
bằng TI, phát quang dưới tác dụng của tia gamma và tinh thể Antraxen phát quang
khi hấp thụ năng lượng từ chùm tia bêta.
Các tinh thể này được dùng để tạo ra đầu đo. Vì năng lượng của chùm phát
quang rất yếu nên phải được khuếch đại bằng các ống nhân quang. Kỹ thuật ghi đo
bằng tinh thể phát quang có hiệu suất lớn. Do vậy, ngày càng được sử dụng rộng rãi.
Dung dịch hỗn hợp PPO (2, 5 diphenyl oxazol) và POPOP (2, 5 phênyl oxazol -
bezen) hoà tan trong dung môi toluen hay đioxan, phát quang khi hấp thụ năng lượng
14
3
yếu của các tia bêta phát ra từ H và C. Dung dịch này là thành phần chính của kỹ
thuật ghi đo đặc biệt gọi là kỹ thuật nhấp nháy lởng, thường dùng trong các nghiên
cứu y sinh học.
Tuy nhiên, quan trọng nhất trong các thiết bị hoạt động dựa vào đặc tính phát
quang là ống đếm nhấp nháy. Năm 1940, người ta phát hiện thấy tinh thể Iodua Natri
(Nal) được trộn lẫn một lượng nhỏ Tali (TI) hoặc tinh thể KI (TI), Csl (TI), Lil v. v…
có khả năng phát ra một photon thứ cấp (phát quang) khi có bức xạ gamma tác dụng

vào. Hiện nay còn nhiều chất nhấp nháy khác là nhấp nháy dẻo, nhấp nháy nước vào
nhấp nháy khí.
Số lượng các photon phát quang (thứ cấp) đó tỉ lệ với năng lượng các tinh thể
nhấp nháy hấp thụ được từ tia tới. Trung bình cứ 30 -50 eV (1eV là động năng 1
electron nhận được khi đi qua điện trường có hiệu điện thế 1 Vol;
18
1Jun=6.24x10 eV) năng lượng hấp thụ được sẽ tạo ra một photon phát quang thứ
cấp. Như vậy, một tia gamma có năng lượng khoảng 0,5 MeV được hấp thụ sẽ tạo ra
4
khoảng 10 photon thứ cấp trong tinh thể. Nếu các photon huỳnh quang đo được tiếp
xúc với bản photokatot thì sẽ tạo ra một chùm các điện tử.
Bộ phận tiếp theo của đầu đếm nhấp nháy là ống nhân quang. Ống nhân quang
được cấu tạo bởi nhiều bản điện cực có điện thế tăng dần để khuếch đại từng bước
vận tốc của chùm tia điện tử phát ra từ photokatot. Một ống nhân quang có 10 -14 đôi
9
6
điện cực có thể khuếch đại vận tốc điện tử lên từ 10 đến 10 lần. Tuy vậy, đó vẫn chỉ
là những xung điện yếu, cần phải khuếch đại nữa mới ghi đo được.
Ống đếm nhấp nháy dùng tinh thể vô cơ Natri Iotua (NaI) ngày nay được dùng
rất phổ biến và đạt được hiệu suất đo 20% - 30% đối với tia gamma và 100% đối với
các hạt vi mô. Thời gian chết của chúng cũng rất ngắn (khoảng vài s).
Ống đếm nhấp nháy không những ghi đo được cường độ bức xạ mà còn cho
phép ghi đo lại được phổ năng lượng của chất phóng xạ. Muốn đo phổ năng lượng
cần có thêm máy phân tích biên độ.
Với các kỹ thuật hiện đại, người ta có thể tạo ra các tinh thể nhấp nháy có kích
thước lớn và những hình dạng thích hợp. Từ đó có thể tạo ra các máy móc ghi đo
hiện đại sử dụng cho các mục đích khoa học khác nhau. Trong y sinh học có các máy

75