Un contor de scintilație este un dispozitiv folosit pentru a detecta și măsura emisiile de la elementele radioactive. Radioactivitatea este o eliberare de particule sau energie din anumite elemente care conțin prea mulți neutroni și poate fi periculoasă pentru oameni, animale și plante. Contorul de scintilație combină o substanță chimică care creează lumină atunci când este lovit de emisiile radioactive și un detector pentru a detecta și număra impulsurile luminoase.
Multe elemente au izotopi, molecule care conțin numere diferite de neutroni cu același număr de protoni și electroni. Majoritatea izotopilor sunt stabili și nu se va întâmpla nimic care să le schimbe componența chimică în timp. O serie de izotopi radioactivi, totuși, nu vor menține neutronii în loc și vor începe să se descompună radioactiv.
Există trei tipuri principale de dezintegrare radioactivă și fiecare are caracteristici diferite. Radiația alfa este o particulă care combină protoni și neutroni și are o energie relativ scăzută, permițându-i să fie oprită de apă sau plăci subțiri de metal. Radiațiile beta sunt electroni de înaltă energie eliberați de element și pot pătrunde în țesuturile corpului și în straturile de ecranare protectoare. Radiația gamma nu este o particulă, ci mai degrabă o undă electromagnetică, asemănătoare luminii, care are o energie foarte mare și poate fi protejată doar de straturi de placă densă de plumb.
Toate cele trei tipuri cauzează daune celulare plantelor și animalelor, deoarece provoacă schimbarea moleculelor atunci când sunt lovite de radiații. Pe măsură ce o particulă radioactivă sau radiația gamma lovește o moleculă, aceasta va elibera electroni în țesuturile din jur sau în aer. Dacă radiația lovește o substanță chimică care dă un fulger de lumină atunci când este lovită și lumina poate fi detectată, a fost creat un contor de scintilație.
Există trei tipuri de substanțe chimice de scintilație solide, numite fosfori, utilizate în contoare și includ anorganice, organice și materiale plastice. Substanțele chimice anorganice care pot elibera lumină, numite fotoni, atunci când sunt lovite de radiații includ ioduri de metal și sulfura de zinc. Fosforii organici pot include naftalină, antracen și alți compuși înrudiți cu benzen. Materialele plastice în sine nu sunt de obicei fosfori, dar substanțele chimice pot fi combinate cu un plastic pentru a forma un generator de fotoni.
Substanțele chimice anorganice sunt cele mai bune detectoare pentru radiațiile gamma, substanțele organice sunt optime pentru particulele beta, iar fosforii încorporați în plastic funcționează bine pentru detectarea neutronilor. Izotopii radioactivi se pot descompune folosind o varietate de metode, astfel încât detectoarele pot conține mai mult de un tip de element de detectare. Software-ul de numărare utilizat în detectoare este esențial pentru determinarea cantității de radiații, deoarece numărări mai mari indică faptul că există mai mult element radioactiv sau contorul este aproape de radioactivitate.
Odată ce fotonii de lumină sunt creați, cealaltă parte importantă este detectorul, care vede fotonii și îi numără. Multe contoare folosesc un fotomultiplicator, care este o serie de electrozi montați într-un tub vid. Pe măsură ce un foton de lumină intră în tub, acesta este în mod normal prea slab pentru a fi detectat de circuitele electronice din contorul de scintilații. Fotonul lovește primul electrod, care are o tensiune electrică aplicată.
Când este lovit de lumină, electrodul eliberează mai mulți electroni, care se deplasează către al doilea electrod. De fiecare dată când se întâmplă acest lucru, sunt eliberați mai mulți electroni, iar semnalul devine mai puternic. După mai mulți pași, care au loc foarte rapid cu electronii care călătoresc cu viteza luminii, semnalul este suficient de puternic pentru ca contorul să-l detecteze și înregistrează prezența unui foton de lumină și îl numără. Un fotomultiplicator este extrem de sensibil și poate detecta cu precizie fulgerări foarte mici de lumină din degradare.
Un alt tip de contor de scintilație este o unitate în fază lichidă. Aceste contoare pot fi utile în analizele de laborator, deoarece o probă este plasată direct într-un lichid compus dintr-un fosfor și un solvent. Orice emisie radioactivă este detectată imediat de fosforii din jurul probei, care sunt apoi numărați.
Această tehnologie poate fi utilă la decontaminarea unei scurgeri radioactive, deoarece testele de ștergere pot fi folosite pentru a verifica radioactivitatea. Mici mostre de cârpă sunt șters pe suprafețe și apoi plasate într-un contor de scintilație lichid. Acest proces poate fi repetat după cum este necesar până când contorul arată că radioactivitatea este la niveluri scăzute, numite radiații de fond.