Рис. 1. Зависимость светового выхода

кристалла NaJ (T1) от энергии частиц.

При очень больших ве­личинах возможны зна­чительные нарушения кристал­лической решетки сцинтилля­тора, которые приводят к воз­никновению локальных центров тушения. Это обстоятельство может привести к относитель­ному уменьшению светового вы­хода. Действительно, экспери­ментальные факты свидетельствуют о том, что для тяжелых частиц выход нелинеен, а линейная зависимость начинает проявляться только с энергии в несколько миллионов электронвольт. На рис. 1 приведены кривые зависи­мости c от Е: кривая 1 для электронов, кривая 2 для a частиц.

Кроме указанных щелочно-галоидных сцинтилляторов иногда используются другие неорганические кристаллы: ZnS (Tl), CsJ (Tl), CdS (Ag), CaWO4, CdWO4 и др.

Органические кристаллические сцинтилляторы.

Молекулярные силы связи в органических кристаллах малы по сравнению с силами, действующими в не­органических кристаллах. Поэтому взаимодействующие моле­кулы практически не возмущают энергетические электронные уровни друг у друга и процесс люминесценции органического кристалла является процессом, характерным для отдельных молекул. В основном электронном состоянии молекула имеет несколько колебательных уровней. Под воздействием регистрируе­мого излучения молекула переходит в возбужденное электронное состояние, которому также соответствует несколько колебатель­ных уровней. Возможны также ионизация и диссоциация молекул. В результате рекомбинации ионизованной молекулы, она, как правило, образуется в возбужденном состоянии. Первоначально возбужденная молекула может находиться на высоких уровнях возбуждения и через короткое время (~10-11 сек) испускает фотон высокой энергии. Этот фотон поглощается другой молекулой, причем часть энергии возбуждения этой молекулы может быть израсходована на тепловое движение и испущенный впоследствии фотон будет обладать уже меньшей энергией по сравнению с пре­дыдущим. После нескольких циклов испускания и поглощения образуются молекулы, находящиеся на первом возбужденном уровне; они испускают фотоны, энергия которых может оказаться уже недостаточной для возбужде­ния других молекул и, таким обра­зом, кристалл будет прозрачным для возникающего излучения.

Рис. 2. Зависимость светового выхода

антрацена от энергии для различных частиц.

Благодаря тому, что большая часть энергии возбуждения расхо­дуется на тепловое движение, све­товой выход (конверсионная эффек­тивность) кристалла сравнительно невелик и составляет несколько процентов.

Для регистрации ядерных излу­чений наибольшее распростране­ние получили следующие органи­ческие кристаллы: антрацен, стильбен, нафталин. Антрацен обладает достаточно большим световым выходом (~4%) и малым временем высвечивания (3•10-8 сек). Но при регистрации тяжелых заря­женных частиц линейная зависимость интенсивности сцинтил­ляции наблюдается лишь при довольно больших энергиях час­тиц.