V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
cz/DetekceSpektrometrie. Vojtěch Ullmann: Detekce aplikace ionizujícího záření
tam vyznačeno jen jedno luminiscenční centrum).
Obr.
Vlevo: anorganických scintilátorech vznikají scintilační fotony při přeskocích elektronů zachycených vyšších
hladinách luminiscenčních center tvořených poruchami krystalové mřížce scintilátoru (aktivátor krystalové
mřížce NaI).htm (30 54) [15.2008 12:15:06]
. Elektronové stavy molekuly mají vyšší energie, vzdálenosti mezi sousedními energetickými
http://astronuklfyzika.RNDr.
Vznikne-li krystalu ionizace nabitou částicí nebo fotonem uvolněný elektron dostatečně
vysokou energii, přeskočí prázdného vodivostního pásma.
Při přechodu této vyšší hladiny hladinu nižší nastane emise luminiscenčního
(fluorescenčního) záření. Konečně mohou být elektrony zachyceny v
hladinách zhášecího centra, kde nedojde emisi světla, ale nezářivému přenosu energie. Vibrační stavy jsou odděleny
poněkud většími energetickými intervaly (cca 0,1eV) vibrační spektra leží infračervené oblasti vlnovými délkami
cca 1µm-0.2. Jako aktivátory mohou sloužit ionty stříbra krystalech
sirníku zinečnatého ZnS(Ag), nebo ionty thalia množství 1-2%) krystalech jodidů alkalických prvků
jako NaI(Tl). Symbolické znázornění mechanismu vzniku scintilací anorganických organických látkách.
Organické scintilátory
V organických scintilátorech mechanismus vzniku scintilací jiný než látek anorganických je
to excitace deexcitace energetických stavů samotných molekul scintilační látky.10.
Vpravo: organických scintilátorech vznikají scintilace deexcitací vzbuzených molekul vlastního scintilátoru. Během pohybu tomto pásmu může
být elektron zachycen luminiscenčním centrem vyšší energetické hladině (vzbuzený stav).1mm.3.3 vlevo).2.
V anorganických scintilátorech mohou být luminiscenční centra tvořena jednak
základním materiálem, jednak velké množství luminiscenčních center dodatečně vytvořit
zavedením iontů aktivátoru krystalové mřížky tyto ionty vyvolají zmíněné přídavné diskrétní
hladiny zakázaném pásu (obr. Elektrony vodivostního pásma však mohou být zachyceny nejprve ve
volných metastabilních hladinách teprve návratu vodivého pásma způsobí přechodem
přes luminiscenční centra emisi světelného záření dochází vyslání zpožděného
luminiscenčního záření, čili fosforescenci. aktivovaných halogenidech alkalických kovů
existují metastabilní energetické hladiny přímo luminiscenčních centrech, takže tam nastává
okamžitá fluorescence zpožděná fosforescence stejným spektrem metastabilního stavu
elektrony přecházejí získání energie nejprve vzbuzenou luminiscenční energetickou hladinu, níž nastává
přechod základní stav stejně jako při přímé luminiscenci). Rotační stavy
jsou odděleny jen velmi malými energetickými intervaly (cca 10-3eV) záření, které vzniká při přechodech mezi
těmito stavy, spektrum mikrovlnné oblasti vlnovými délkami 0,1-10mm.4.
Energetické stavy molekuly, které jsou kvantovány, vznikají třemi způsoby: rotací molekuly jako celku,
kmitavým pohybem (vibracemi) atomů molekule důsledku změn její elektronové konfiguraci.4.
Pro oba případy výsledná scintilace tvořena několika stovkami těchto sekundárních fotonů, závislosti na
absorbované energii primárního detekovaného kvanta tím počtu ionizačních elektronů) konverzní
účinnosti scintilátoru
