Закон Биркса
Формула для расчета светового потока на длину пути

Закон Биркса [1] [2] (названный в честь британского физика Джона Б. Биркса) [3] представляет собой эмпирическую формулу для светового выхода на длину пути как функции потери энергии на длину пути для частицы, проходящей через сцинтиллятор , и дает соотношение, которое не является линейным при высоких скоростях потерь.

Обзор

Соотношение следующее:

г Л г х = С г Э г х 1 + к Б г Э г х . {\displaystyle {\frac {dL}{dx}}=S{\frac {\frac {dE}{dx}}{1+kB{\frac {dE}{dx}}}}.}

где L — выход света, S — эффективность сцинтилляции, dE/dx — удельная потеря энергии частицы на длину пути, k — вероятность гашения, [1] и B — константа пропорциональности, связывающая локальную плотность ионизированных молекул в точке вдоль пути частицы с удельной потерей энергии; [1] «Поскольку k и B появляются только как произведение, они действуют как один параметр, kB , называемый коэффициентом Биркса, который имеет единицы расстояния на энергию. Его значение зависит от сцинтилляционного материала». [4]

kB составляет 0,126 мм/МэВ для сцинтилляторов на основе полистирола [5] и 1,26–2,07 × 10−2 г МэВ −1 см −2 для сцинтилляторов на основе поливинилтолуола . [6]

Биркс предположил, что потеря линейности происходит из-за эффектов рекомбинации и гашения между возбужденными молекулами и окружающим субстратом. Закон Биркса в основном был проверен для органических сцинтилляторов . Его применимость к неорганическим сцинтилляторам является предметом споров. Хорошее обсуждение можно найти в Particle Detectors at Accelerators: Organic scintillators . [7] Компиляция констант Биркса для различных материалов может быть найдена в Semi-empiricalcalculation of quenching factors for ions in scintillators . [8] [9] Более полная теория насыщения сцинтилляций, которая дает закон Биркса, когда включено только мономолекулярное девозбуждение, может быть найдена в статье Бланка, Камбу и Де Лафорда. [10]

Ссылки

  1. ^ abc Birks, JB (1951). "Сцинтилляции органических кристаллов: специфическая флуоресценция и относительный ответ на различные излучения". Proc. Phys. Soc . A64 (10): 874– 877. Bibcode :1951PPSA...64..874B. CiteSeerX  10.1.1.205.7427 . doi :10.1088/0370-1298/64/10/303.
  2. ^ Биркс, Дж. Б. (1964). Теория и практика сцинтилляционного счета . Лондон: Pergamon.
  3. ^ "Дань уважения профессору Джону Б. Бирксу - LSC International Home" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2017-01-07 . Получено 2017-01-06 .
  4. ^ Pöschl, T. (2021). "Измерение гашения ионизации в пластиковых сцинтилляторах". Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел A: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 988 : 164865. arXiv : 2007.08366v2 . Bibcode : 2021NIMPA.98864865P. doi : 10.1016/j.nima.2020.164865. S2CID  220546453.
  5. ^ Леверингтон, Б. Л.; Анелли; Кампана; Розеллини (1970). «Считывание данных сцинтилляционного волоконного трекера диаметром 1 мм с помощью многоанодного фотоумножителя». arXiv : 1106.5649v2 [physics.ins-det].
  6. ^ Torrisi, L. (октябрь 2000 г.). «Исследования с использованием пластикового сцинтиллятора для относительной дозиметрии в протонной терапии». Ядерные приборы и методы в исследованиях физики, раздел B. 170 ( 3–4 ) : 523–530 . Bibcode : 2000NIMPB.170..523T. doi : 10.1016/S0168-583X(00)00237-8.
  7. ^ Джонсон, Куртис. «Детекторы частиц на ускорителях: органические сцинтилляторы» (PDF) .
  8. ^ Третьяк, ВИ (2010). "Полуэмпирический расчет факторов гашения ионов в сцинтилляторах". Astroparticle Physics . 33 (1): 40– 53. arXiv : 0911.3041 . Bibcode :2010APh....33...40T. doi :10.1016/j.astropartphys.2009.11.002. S2CID  119191915.
  9. ^ Nyibule, S. (2014). "Масштабирование Бирксом функций выходного света частиц для пластикового сцинтиллятора EJ 299-33". Ядерные приборы и методы в физических исследованиях, раздел A. 768 : 141– 145. Bibcode : 2014NIMPA.768..141N. doi : 10.1016/j.nima.2014.09.056 .
  10. ^ Блан, Д.; Камбу, Ф.; Де Лафон, Ю.Г. (1962). ЧР акад. наук. Париж . 254 :3187. {{cite journal}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )


Значок заглушки

Эта статья по физике элементарных частиц –заготовка . Вы можете помочь Википедии, расширив ее.

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Birks%27_law&oldid=1189464160"