Сцинтилляторы NaI(Tl) для каротажных приложений

Фундаментальные свойства кристаллов NaI(Tl)

Общее введение в сцинтиллятор NaI(Tl)

Ключевыми характеристиками сцинтилляционных материалов для обеспечения работы детектора являются коэффициент пропускания, доступность кристаллов большого размера и высокая световая отдача, пропорциональная входному излучению. Материалы с отличными характеристиками обнаружения встречаются редко.

Таллий-допированный йодид натрия, или кристалл NaI(Tl), является превосходным типом сцинтиллятора. Таллий-допированный сцинтиллятор йодида натрия обладает самой высокой световой отдачей, которая считается эталоном по выходу фотонов на электрон. Его длина волны излучения 415 нм хорошо согласована с фотокатодом ФЭУ. Кроме того, NaI(Tl) демонстрирует высокое энергетическое разрешение, что является критическим фактором, влияющим на анализ энергетического спектра. Сцинтилляторы NaI(Tl) широко используются в различных областях, включая промышленность, медицину, ядерную и высокоэнергетическую физику для обнаружения рентгеновского, гамма-излучения и нейтронов. NaI(Tl) подвержен поглощению влаги, поэтому обычно герметизируется в алюминиевом корпусе.

Геологическая разведка и каротаж нефтяных скважин используют гамма-излучение в качестве метода обнаружения. В процессе эксплуатации детекторы обычно опускаются на глубину до 400 метров под землю. Из-за суровых условий высокой температуры (150℃-200℃), высокого давления и сильной вибрации, изготовление надежных детекторов становится серьезной задачей. Hangzhou Shalom EO выбирает кристаллы NaI(Tl) высшего качества, сочетая их с антивибрационной конструкцией, реализованной с помощью прочной ударопрочной структуры. В нашем продукте используется корпус из металлического титанового сплава и оптическое окно из сапфира — оба материала обладают высокой прочностью. Эти детекторы хорошо работают в суровых условиях и идеально подходят для каротажа скважин.

Принцип работы детектора NaI(Tl)

Каждый детектор на основе сцинтиллятора работает по одному и тому же принципу: когда излучение попадает на сцинтиллятор, он испускает фотоны видимого света (сцинтилляция). Этот свет проходит через кристалл и попадает во вторую часть детектора, называемую фотоумножительной трубкой (ФЭУ), после прохождения через тонкий слой металлической фольги, называемой фотокатодом.

Когда фотон достигает фотокатода, высвобождается электрон. Сразу за фотокатодом расположены ряд металлических электродов с приложенным напряжением (обычно несколько сотен или тысяч вольт). Прикладное напряжение ускоряет электрон, и он сталкивается с электродом с такой силой, что выбивает еще несколько электронов. Каждый из них затем ускоряется к следующему электроду, где каждый «новый» электрон выбивает еще больше электронов. Когда процесс завершается, выходной сигнал примерно в миллион раз больше начального сигнала.

В случае использования сцинтиллятора NaI(Tl) для обнаружения гамма-лучей, каждый раз, когда гамма-частица попадает в кристалл, запускается весь этот процесс, завершающийся импульсом электронов на выходе детектора.

Технические характеристики кристаллов NaI(Tl) для каротажа скважин

• Рабочая температура: 25°C -175°C 
• Вибрация: ускорение 20g 
• Частота: 20-1000 Гц 
• Удар: 400g@1ms

Пример сцинтилляторов NaI(Tl) от Shalom EO

Это высокотемпературный антивибрационный детектор. Он состоит из кристалла NaI(Tl) диаметром 39×258 мм, с антивибрационной конструкцией, а материалы корпуса из стального сплава хорошо подходят для каротажа скважин.

       

Hangzhou Shalom EO — опытный производитель и поставщик таллий-допированных кристаллов сцинтилляции йодида натрия/NaI(Tl) с масштабным внутренним бизнесом. Мы также экспортируем продукцию NaI(Tl) на международный рынок в количестве 200-300 штук в год (ввиду коммерческой конфиденциальности, пожалуйста, поймите, что мы не раскрываем список этих клиентов).

Tags: Сцинтилляторы NaI(Tl) для каротажных приложений

---