Plastik – Szintillations – Detektoren (Plastikszintillatoren)

Feste organische Szintillatoren gibt es in vielen Varianten. Ihre Gemeinsamkeit ist, dass sie hauptsächlich aus Kohlenstoff – und Wasserstoffatomen bestehen und daher eine relativ geringe Dichte (ca. 1 g / cm³) und einen niedrigen Z-Wert aufweisen. Dies bedeutet, dass die Wechselwirkung mit Gammastrahlen größtenteils über die Compton-Wechselwirkung erfolgt, was das Fehlen von Fotopeaks im Energiespektrum erklärt. Die Spektroskopie mit organischen Szintillatoren ist daher eine Herausforderung. Kunststoff-Szintillatoren werden hauptsächlich für die „Grobzählung“ und nicht für die Spektroskopie verwendet.

Szintillatoren auf Basis von PolyVinylToluol (PVT) und PolyStyrol (PS) werden als
„Plastik – Szintillatoren “ bezeichnet.

Es gibt viele verschiedene Plastik – Szintillatoren.

MaterialBeschreibung / Anwendungäquivalent zu
EJ-200beste allgemeine EigenschaftenPilot FBC-408
EJ-204gute allgemeine Eigenschaften, Verwendung mit grünem WLSNE-104BC-404
EJ-208gute allgemeine Eigenschaften, hohe optische DämpfungslängeNE-110BC-412
EJ-212gute allgemeine Eigenschaften, dünne FolienNE-102ABC-400
EJ-214ultradünne Folien (25µm) ehemals Typ EJ-299-07
EJ-228für sehr schnelle Anwendungen, kleine Abmessungen < 10 cmPilot UBC-418
EJ-230Variante von Typ EJ-228, verwendet für Abmessungen > 10 cmPilot U2BC-420
EJ-232für sehr schnelle Anwendungen, Verwendung mit blauem WLS, kleine Abmessungen < 10 cmNE-111ABC-422
EJ-232QVariante von Typ EJ-232, für ultra-schnelle AnwendungenBC-422Q
EJ-240lange AbklingzeitNE-115BC-444
EJ-244analog zu Typ EJ-208, erhöhte Temperatur, für allgemeine ZweckeBC-440
EJ-244MVariante von EJ-244, vernetztBC-440
EJ-248erhöhte Temperatur, analog zu EJ-200, für allgemeine ZweckeBC-448
EJ-248MVariante von EJ-248, vernetzt
EJ-254Enthält BorBC-454
EJ-256Enthält Blei, Röntgenstrahlen, DosimetrieNE-142BC-452
EJ-260grün-emittierend, FestkörpersensorenNE-103BC-428
EJ-262grün-emittierend, Festkörpersensoren
EJ-276PSD-Kunststoff, schnelle Neutron-Gamma-Unterscheidung
EJ-290Gussharz-Szintillator-Lösung,
allgemeiner Zweck
NE-120BC-490
EJ-296Lösung zur Herstellung dünner FolienBC-498
EJ-299-33Aersetzt durch Typ EJ-276
EJ-299-34ersetzt durch Typ EJ-276

Der Hauptgrund für die Wahl von Kunststoff – Szintillatoren sind ihre geringen Kosten und die Tatsache, dass sie in sehr großen Größen (Meter lang) erhältlich sind. Im Allgemeinen emittieren Plastikszintillatoren zwischen 8.000 und 12.000 Photonen pro MeV Gammastrahlen und das Maximum ihrer Emission liegt bei etwa 420 nm. Wenn dem Material ein Wellenlängenschieber hinzugefügt wird, wird das Maximum der Emission auf etwa 490 nm verschoben. Dies kann zum Auslesen mit Geräten auf Siliziumbasis (Photodioden, APDs, einige SiPms) vorteilhaft sein. Das Obige bedeutet, dass Plastikszintillatoren hauptsächlich für die Grobzählung und nicht für die Spektroskopie verwendet werden.
Aufgrund ihrer Größe muss entschieden werden auf welche Art und Weise das Szintillationslicht ausgelesen werden soll. Manchmal werden mehrere PMTs benötigt, das hängt jedoch vollständig von der tatsächlichen Anwendung ab. Da kosmische Myonen mehrere MeV pro cm Material ablagern, sind die Ausleseanforderungen für Myon-Schilde weniger streng als für andere Anwendungen und kleine PMTs, die in den Platikszintillator eingebettet sind, werden häufig verwendet.

Myon – Schilde sind in der Praxis immer kundenspezifisch.

Dünne (0,25 mm dicke) Plastik – Szintillatoren, gekoppelt an PMTs, können für niedrige Hintergrunddetektion von Beta – Partikeln in Anwesenheit von Gammastrahlen verwendet werden. Das Eintrittsfenster besteht normalerweise aus aluminisierter Mylarfolie.

Plastik – Szintillatoren können von SiPms (Silizium – PMT – Detektoren) ausgelesen werden, aber das Signal – Rausch – Verhältnis sollte sorgfältig abgewogen werden; manchmal ist eine Elektronik für die Signalübereinstimmung erforderlich.