Szintillator

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Ein Szintillator ist ein Material, das sich durch seine spontante Emission von elektromagnetischer Strahlung auszeichnet, wenn es ionisierender Strahlung ausgesetzt ist. Dieses Verhalten wird in Szintillationsdetektoren ausgenutzt, in denen ein Sensor (z. B. ein Silizium-Photomultiplier) an das Material gekoppelt ist, um die emittierte Strahlung zu detektieren.


Ionization of scintillator material

Beim Durchgang von ionisierender Strahlung durch szintillierendes Material können Elektronen zu höheren atomaren Energieniveaus angeregt werden. Da diese Niveaus in der Regel nicht stabil sind, kann die anschließende Entregung eines Atoms über Emission von elektromagnetischer Strahlung erfolgen. Die Energie und damit die Wellenlänge der emittierten Photonen wird duch die Enerielücke der beiden Energieniveaus, zwischen denen die Entregung stattfindet, bestimmt.

Schematic of atomic excitation during fluorescence and phosphorescence

Different de-excitation mechanisms can occur. If the ground and excited energy state carry the same spin quantum numbers the term fluorescence is used to describe the process. If the quantum numbers differ and a spin-flip is required to enable the transition one speaks of phosphorescence.

The de-excitation can also occur without the emission of radiation.

Types of scintillators

Picture of plastic scintillators (left: bare, right: wrapped)
Scintillator in UV light