Ионизирующее излучение (преимущественно
гамма-лучи), исходящее от исследуемого объекта, пройдя через канал коллиматора,
попадает в сцинтиллятор. Последний представляет собой фосфор, то есть вещество,
в котором поглощение кинетической энергии гамма-квантов приводит к
возникновению световой вспышки - сцинтилляции.
Наилучшим сцинтиллятором для радиоизотопных
исследований оказался монокристалл йодистого натрия. Большие монокристаллы
йодистого натрия специально выращивают в сложных технологических условиях.
Путем соответствующей обработки им придают определенную форму. В процессе
выращивания кристалла йодистого
натрия в его состав вводят элемент таллий в концентрации, примерно 0,1%.
Примесь таллия необходима потому, что неорганические вещества, в
противоположность органическим соединениям, в чистом виде не сцинтиллируют и
таллий играет роль активатора сцинтилляций.
При взаимодействии гамма-квантов с веществом
сцинтиллятора первично возникают, в основном, 3 эффекта: фотоэлектрическое
поглощение, комптоновское рассеяние и образование пар. Соотношение эффектов
зависит от энергии излучения.
При малых энергиях (до 0,2 Мэв) преобладает фотоэлектрическое
поглощение, при средних (0,2-2,0 Мэв) - комптоновское рассеяние, при больших
энергиях - образование пар. При работе с йодом-131 и золотом-198 имеют место
первые два типа взаимодействия. При фотоэлектрическом поглощении гамма-квант
выбивает электрон из электронной оболочки атома и полностью передает ему свою
энергию. При комптоновском рассеянии гамма-квант отдает выбитому из атома
электрону только часть своей энергии.
Конечный результат всех видов взаимодействия -
образование вторичных электронов, которые поглощаются в сцинтилляторе и наряду
с ионизацией вызывают возбуждение его
атомов и молекул.
