| |
Høyoppløselig scintillasjonsdetektor BrilLanCe –
LantanBromid og LantanKlorid |
| |
Etter at universitetene i Delft og Bern oppdaget LaCl3:Ce and LaBr3:Ce som scintillatorer har Saint-Gobain Crystals gjort store framskritt med å gjøre krystallene kommersielt gangbare: LaCl3 krystallen (10% Ce) under varemerket BrilLanCe350 og LaBr3 krystallen (5% Ce) som BrilLanCe 380.
LaBr3 har flere fordeler sammenlignet med den mer velkjente NaI(Tl) krystallen. Den viktigste fordelen er en utmerket energioppløsning, ~ 3% for 137Cs ved 662 keV. Dessuten har krystallen en høy effektivitet sammenlignet med NaI(Tl), spesielt for høyenergetisk gammastråling. Lantanbromid har et lysutbytte som er relativt stabilt med varierende temperatur og kort scintillasjonstid. Det muliggjør eksakt timing og koinsidentmåling.
Kort sammenfattet:
• Høy oppløsning ~ 3%
• Høyere effektivitet sammenlignet med NaI(Tl)
• Liten temperaturfølsomhet
• Rask scintillasjonsprosess, høyere tellehastigheter
• Robust
Saint-Gobain Crystals er en ledende produsent av scintillerende krystaller for deteksjon av stråling.
Gammadata Instrument AB har i mange år vært distributør for Saint-Gobain Crystals ulike varemerker på det nordiske markedet.
|
|
| |
BrilLanCe-detektorene har egenskaper som gjør at de er utmerkede for både labsystem og bærbare instrumenter. Gammadata Instrument AB tilbyr flere løsninger basert på lantanbromid eller lantanklorid for alle tenkbare formål og måleapplikasjoner.
Noen eksempler: |
| • IdentiFINDER – Spektroskopisk instrument med et stort bibliotek for identifisering av nuklider fra ICx. Stor krystall med bra følsomhet og LED-stabilisering. Finnes med versjoner med NaI og LaBr3 krystaller. |
 |
|
| • PDS-100 – Lite og prisgunstig feltinstrument med spektroskopiske egenskaper som også har muligheten til å identifisere nuklider. Utviklet for ”First responce” av f.eks. grensepersonell. |
 |
|
| • Komplette labsystemer – BrilLanCe-detektorene i kombinasjon med flerkanalsanlysatorer fra Ortec er et utmerket alternativ for brukeren som ønsker bedre oppløsning eller rask scintillasjon. |
 |
|
Oppløsningen |
| |
 |
|
Den største fordelen med LaBr3 krystallen er kanskje den høye oppløsningen, noe som kommer av stort lysutbytte og meget bra energilinearitet. Grafen nedenfor tydeliggjør forskjellen i oppløsning for 137Cs mellom NaI og BriLanCe380 ved gammalinjen 662keV. |
|
Fordelene med LaBr3 detektorer gjelder også lave energier. I figuren vises et spektrum for 57Co hvor LaBr3 separerer 136 keV fra122 keV, noe som ikke NaI(Tl) kan gjøre. Også røntgenlinjen på 35keV fra Barium som stammer fra 138La, synes i spektrumet fra LaBr3. |
|
 |
|
Effektiviteten
Relativt NaI(Tl) øker energieffektiviteten hos BrilLAnCe med stigende energi. Tabellen sammenfatter den relative effektiviteten og energioppløsningen hos en 3” NaI og 3” BrilLanCe380 for noen ulike energier.
|
| |
| Energy (keV) |
Relativ effektivitet
(peak counts) |
Oppløsning
BrilLanCe380 |
Oppløsning
NaI(Tl) |
| 122 |
1,05 |
6,6% |
8,9% |
| 356 |
1,06 |
3,8% |
9,1% |
| 662 |
1,18 |
2,9% |
7,0% |
| 1332 |
1,43 |
2,1% |
5,4% |
| 2615 |
1,65 |
1,6% |
4,5% |
|
| |
Temperaturuavhengighet
Lysutbyttet for LaBr3 er relativt konstant med varierende temperatur og ved sammenligning med andre krystaller ser man tydelig forskjellen.
|
|
|
| |
Hastigheten
Den tidobbelte forskjellen i scintillasjonstid mellom LaBr3 og NaI(Tl) gir mulighet til høyere tellehastigheter uten at detektoren bunner. PM-røret påvirker naturligvis ytelsen og rørets egenskaper må tas i betraktning ved høye tellehastigheter. Et stort lysutbytte og kort scintillasjonsprosess gir krystallen utmerkede timing-egenskaper.
Robust
Goda egenskaper att motstå chocker och vibrationer gör kristallen lämplig för handinstrument och andra fältapplikationer.
Ulemper
En ulempe med BriLanCe B380 er at den inneholder 0,09% av den langlivete isotopen 138La (1470keV) som brytes ned gjennom β- og EC og gir et komplisert bakgrunnsspektrum. Det korrigeres enkelt takket være isotopens langlivete konstante karakter. |
| |
 |
|
|
|
|
|
Bakgrunnsspekteret inneholder en gammalinje fra 138La på 1436keV og røntgen fra 138Ba på 32keV, noe som gir en toppsum på 1486keV. Man kan også separere gammalinjen fra 138La på 1436keV. Spekteret har også et betakontinuum til maksimumsenergien 255keV der all gamma på 789keV har unnsluppet detektoren. Mellom 255 – 750 keV har vi compton-bidrag fra gammalinjene 789keV respektive 1436keV. Gammatoppen 789keV er dratt ut p.g.a. en koinsident med betanedbrytingen. Bakgrunnen fra internkontaminering hos en 3" x 3" Brillance detektor er ca. 140 cps. Tidligere versjoner av krystallen har også hatt en signifikant kontaminering av alfastrålende 227Ac. |
|
 |
|
|
Les mer
Dersom du har spørsmål eller vil vite mer, kontakt gjerne:
Stefan Mårtensson, e-post: stefan.martensson@gammadata.se, telefon: +46 18 480 58 37.
Erik Duhs Nilsen, e-post: erik.duhs.nilsen@gammadata.no, telefon: 330 96 330.
Kilder: Saint Gobain
|
Gammadata Instrument, forretningsområde Nukleær, gjør regelmessige e-postutsendelser med nyheter og markedsinformasjon innen områdene nukleær måleteknikk, spektroskopi, strålevern, strålekilder samt sykehusfysikk. For å avregistrere deg eller komplettere interesseområdet for framtidige utsendelser, send en e-post til info@gammadata.se med emnet ”E-post nukleær”. |
