| |
Högupplösande scintillationsdetektor BrilLanCe –
Lantanbromid och Lantanklorid |
| |
Sedan upptäckten av LaCl3:Ce and LaBr3:Ce som scintillatorer av Delft och Bern Universiteten har Saint-Gobain Crystals har gjort stora framsteg i att göra kristallerna kommersiellt gångbara, LaCl3 kristallen (10% Ce) under varumärket BrilLanCe350 och LaBr3 kristallen (5% Ce) som BrilLanCe 380.
LaBr3 ger flera fördelar jämfört med den mer välkända NaI(Tl) kristallen. De viktigaste fördelarna är dess utmärkta energiupplösning ~ 3% för 137Cs vid 662 keV dessutom med hög effektivitet, speciellt för högenergetisk gammastrålning vid jämförelse mot NaI(Tl). Lantanbromid har också ett ljusutbyte som är relativt stabilt med varierande temperatur och kort scintillationstid vilket möjliggör exakt timing och coincidentmätning. Sammanfattatningsvis:
• Hög upplösning ~ 3%
• Högre effektivitet jämfört mot NaI(Tl)
• Liten temperaturkänslighet
• Snabb scintillationsprocess, högre räknehastigheter
• Stöttålig
Saint-Gobain Crystals är en ledande tillverkare inom scintillerande kristaller för detektering av strålning. Gammadata Instrument AB är sedan många år distributör för Saint-Gobain Crystals och dess olika varumärken på den nordiska marknaden.
|
|
| |
BrilLanCe-detektorernas egenskaper gör dem utmärkta för såväl labbsystem som bärbara instrument.
Gammadata Instrument AB erbjuder ett flertal lösningar baserat på Lantanbromid eller lantanklorid för alla tänkbara tillämpningar och mätapplikationer, några exempel: |
| • IdentiFINDER – Spektroskiopiskt instrument med ett stort bibliotek för identifiering av nuklider ifrån ICx. Stor kristall med bra känslighet och LED-stabilisering. Finns i utförande med NaI och LaBr3 kristaller. |
 |
|
| • PDS-100 – Litet prisvärt fältmässigt instrument med spektroskopiska egenskaper som även har möjlighet att identifiera nuklider. Utvecklad för ”First responce” av t.ex. gränspersonal. |
 |
|
| • Kompletta labbsystem – BrilLanCe detektorerna i kombination med mångkanalsanalysatorer från Ortec är ett utmärkt alternativ för den användaren som önskar bättre upplösning eller snabb scintillation. |
 |
|
Upplösningen |
| |
 |
|
Den kanske största fördelen med LaBr3 kristallen är dess höga upplösning vilket kommer av stort ljusutbyte och utmärkt energilinjäritet. Grafen till vänster tydliggör skillnaden i upplösning för 137Cs mellan NaI och BriLanCe380 vid gammalinjen 662keV. |
|
| Fördelarna med LaBr3 detektorer gäller även låga energier. I figuren visas ett spektrum för 57Co där LaBr3 klarar av att separera 136 keV från 122 keV vilket inte är fallet med NaI(Tl). Även röntgenlinjen på 35keV från Barium vilket härstammar från 138La, syns i spektrumet från LaBr3. |
|
 |
|
Effektiviteten
Relativt NaI(Tl) ökar energieffektiviteten hos BrilLAnCe med stigande energi. Tabellen sammanfattar den relativa effektiviteten och energiupplösningen hos en 3” NaI och 3” BrilLanCe380 för några olika energier. |
| |
| Energy (keV) |
Relativ effektivitet
(peak counts) |
Upplösning
BrilLanCe380 |
Upplösning
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% |
|
| |
Temperaturoberoendet
Ljusutbytet för LaBr3 är relativt konstant med varierande temperatur och i jämförelse med andra kristaller framstår skillnaden tydligt.
|
|
|
| |
Snabbheten
Den tiofaldiga skillnaden i scintillationstid mellan LaBr3 och NaI(Tl) ger möjlighet till högre räknehastigheter utan att detektorn bottnar. Naturligtvis påverkar PM-röret prestandan och dess egenskaper måste tas i beaktning. Ett stort ljusutbyte och kort scintillationsprocess ger kristallen dess utmärkta timingegenskaper.
Stöttålig
Goda egenskaper att motstå chocker och vibrationer gör kristallen lämplig för handinstrument och andra fältapplikationer.
Nackdelar
En nackdel med BriLanCe B380 är dess innehåll på 0,09% av den långlivade isotopen 138La (1470keV) som sönderfaller genom β- och EC och ger ett komplicerat bakgrundsspektra men relativt enkelt korrigeras tack vare dess långlivade konstanta karaktär. |
| |
 |
|
|
|
|
|
| Bakgrundsspektrumet till höger innehåller en gammalinje från 138La på 1436keV och röntgen ifrån 138Ba på 32keV, vilket ger en summatopp på 1486keV. Det går även att separera gammalinjen ifrån 138La på 1436keV. Spektrumet har även ett betakontinuum till maxenergin 255keV i vilken hela gammat på 789keV har undkommit detektorn. Mellan 255 – 750 keV har vi comptonbidrag från gammalinjerna 789keV respektive 1436keV. Gammatoppen 789keV är utdragen till följd av coincident med betasönderfallet. Bakgrunden från internkontaminering hos en 3" x 3" Brillance detektor pulshastighet uppgår till cirka 140 cps. Tidigare versioner av kristallen har även haft en signifikant kontaminering av alfastrålande 227Ac. |
|
 |
|
|
Läs mer här
Önskar du mer information om dessa produkter, kontakta gärna Stefan Mårtensson:
E-post: stefan.martensson@gammadata.se, Tel: 018-480 58 37.
Källor: Saint-Gobain |
Gammadata Instrument, affärsområde Nukleär, gör regelbundna utskick per e-mail med nyheter och marknadsinformation inom områdena nukleär mätteknik, spektroskopi, strålskydd, strålkällor samt sjukhusfysik.
För att avregistrera eller komplettera intresseområdet för framtida utskick, sänd oss ett e-mail
till info@gammadata.se med ämnet
"Utskick nukleär". |
