كاشفات الإيماض: الكاشفات العضوية

يتركب الكاشف هنا من مثيلة كاشف يوديد الصوديوم: إلا أن رأس الكاشف هنا هو مادة عضوية وليست بلورة يوديد صوديوم. وتحضر الوامضات العضوية على أشكال عدة وهي:

1- البلورات العضوية النقية:

وهناك مادتان مشهورتان من هذه البلورات هما: الانتراسين الذي يتمتع بأعلى كفاءة إضاءة لأي وامض عضوي. والاستلبين iStalbine وهاتان المادتان هشتان ويضعب الحصول على بلورات نقية منهما. ونعني بالكفاءة Efficiency هنا أنها النسبة المئوية بين طاقة الضوء الناتج وطاقة الإشعاع الساقط.

2- المحاليل العضوية السائلة:

وتحضر هذه المحاليل بإذابة وامض عضوي في مذيب مناسب ويمكن تحضير محاليل بحجوم كبيرة منها. حيث يمكن أن تصل كفاءة الإضاءة هنا إلى حوالي 100% وذلك عندما تذاب المادة المشعة في المحلول العضوي نفسه.

3- وامضات البلاستيك:

يمكن هنا تحضير محلول صلب مكافىء لمحلول عضوي عند إذابة وامض عضوي في مذيب ما يمكنه أن يتبلر. ويعتبر البلاستيك مثالا على ذلك، إذ يحضر عندما يذاب وامض عضوي مناسب في محلول ستيرين Styrene monomer الذي يتبلر معطياً البلاستيك الصلب. وقد انتشر استعمال هذه الوامضات البلاستيكية نظراً لسهولة شكيلها على هيئة قضبان أو اسطوانات أو سطوح مستوية. كما ويمكن بناء وامضات ذات أحجام كبيرة تناسب التطبيقات الطبية العديدة.

4- وامضات الأغشية الرقيقة Thin Film Scintillators:

يمكن تحضير أعشية رقيقة من البلاستيك بكثافة سطحية تساوي  20μg/cm² وذلك لاستخدامها ككاشفات رقيقة تسمى أحياناً بالكاشفات المنفذة Transmission Detectors وذلك نظراً لأن سمكها الرقيق يسمح بمرور الإشعاع حتى ولو كانت قوة اختراقه ضعيفة. وبالتالي يمكن اعتبار هذه الكاشفات منفذة بالنسبة لأشعة α والبروتونات.

عند سقوط الإشعاع على الوامض العضوي فإنه يمتص الطاقة وترتفع الجزيئات إلى مستويات إثارة ثم تعود هذه الجزيئات إلى مستوى الاستقرار الأرضي أو مستويات أقل من سابقتها. فإذا ما عادت هذه الجزيئات إلى مستوى الاستقرار الأرضي مباشرة فإنها تطلق ضوء مرئي ويعرف هذا التفاعل بتفاعل الإضاءة أو الوميض Fluorescence. ويبين الشكل (1) الانتقالات الناتجة

الشكل (1)

عن إثارة جزيء عضوي. كما قد تحدث انتقالات داخلية بين مستويات الإثارة المختلفة ثم يتبع ذلك عودة هذه الجزيئات إلى مستوى الاستقرار الأرضي. وفي هذه الحالة ينطلق ضوء طاقته أقل من سابقه ويعرف هذا التفاعل بتفاعل الفسفرة Phosphores. وذلك كما نبينه في الشكل (1). لاحظ هنا أن تفاعل الفسفر: يحدث بعد فترة زمنية من تفاعل الإضاءة. وبالتالي عندما تختار وامضاً مناسباً فيجب أن يتمتع بمقدرة كبيرة على تحويل طاقة الإشعاع الساقط إلى إضاءة لحظية بينما يجب أن يقل احتمال تفاعل الفسفرة.

عند سقوط الضوء على المهبط الضوئي في أنبوبة التضاعف الضوئي تنتج الإلكترونات الضوئية التي تبدأ التضاعف الإلكتروني. . وذلك كما بيناه فيحالة كاشف يوديد الصوديوم.

وكما ذكرنا سابقاً فإن هذه الكاشفات تمتاز بأنها سريعة. كما ونجد أيضاً أن زمن تحلل النبضات الناتجة عنها يعتمد على نوع الإشعاع الساقط عليها. وتستخدم هذه الميزة للتفريق بين أنواع هذه الإشعاعات المختلفة. نبين في الشكل (2) اعتماد النبضات الناتجة في الأستلبين على نوع الإشعاع. حيث

الشكل (2)

نجد أن زمن التحلل يبلغ أصغر ما يمكن في حالة أشعة γ بينما نجد أن هذا الذيل يطول في حالة النيوترونات السريعة أما في حالة α فيكون طويلاً جداً. أما زمن صعود النبضة Rise time إلى قيمتها العظمى فيقع في حدود النانوثانية.

نبين في الجدول (1) أوجه استعمال الوامضات المختلفة.

نبين في الشكل (3) طيف السيزيوم – 137 كما يسجله كاشف

بلاستيك. قارن بين هذا الشكل وطيف الطاقة المجل لنفس العنصر المشع باستخدام كاشف يوديد الصوديوم. حيث تغيب قمة الطاقة الكاملة من الطيف المسجل بواسطة كاشف البلاستيك الذي يظهر فقط توزيع كمبتون.