Scintiliacijos skaitiklis yra prietaisas, naudojamas radioaktyviųjų elementų emisijoms aptikti ir matuoti. Radioaktyvumas yra dalelių arba energijos išsiskyrimas iš tam tikrų elementų, kuriuose yra per daug neutronų ir gali būti pavojingas žmonėms, gyvūnams ir augalams. Scintiliacijos skaitiklis sujungia cheminę medžiagą, kuri sukuria šviesą, kai ją paveikia radioaktyviosios emisijos, ir detektorių, kad suvoktų ir skaičiuotų šviesos impulsus.
Daugelis elementų turi izotopų, molekulių, turinčių skirtingą neutronų skaičių su tuo pačiu protonų ir elektronų skaičiumi. Dauguma izotopų yra stabilūs ir laikui bėgant nieko neatsitiks, kad pasikeistų jų cheminė sudėtis. Tačiau kai kurie radioaktyvūs izotopai nelaikys neutronų vietoje ir pradės radioaktyviai irti.
Yra trys pagrindiniai radioaktyvaus skilimo tipai, kurių kiekvienas turi skirtingas savybes. Alfa spinduliuotė yra dalelė, jungianti protonus ir neutronus ir turinti santykinai mažą energiją, todėl ją gali sustabdyti vanduo arba plonos metalinės plokštės. Beta spinduliuotė yra didelės energijos elektronai, išsiskiriantys iš elemento ir gali prasiskverbti į kūno audinius ir apsauginio ekrano sluoksnius. Gama spinduliuotė yra ne dalelė, o elektromagnetinė banga, panaši į šviesą, kuri turi labai didelę energiją ir gali būti apsaugota tik tankios švino plokštės sluoksniais.
Visi trys tipai pažeidžia ląsteles augalams ir gyvūnams, nes dėl jų pasikeičia molekulės, kai jas veikia radiacija. Kai radioaktyvioji dalelė arba gama spinduliuotė patenka į molekulę, ji išskirs elektronus į aplinkinius audinius arba orą. Jei spinduliuotė patenka į cheminę medžiagą, kuri smogdama skleidžia šviesos blyksnį, ir šviesą galima aptikti, buvo sukurtas scintiliacijos skaitiklis.
Yra trijų tipų kietosios scintiliacinės cheminės medžiagos, vadinamos fosforais, naudojamos skaitikliuose, įskaitant neorganines, organines ir plastikines. Neorganinės cheminės medžiagos, galinčios išskirti šviesą, vadinamos fotonais, kai jas veikia spinduliuotė, yra metalų jodidai ir cinko sulfidas. Organiniai fosforai gali būti naftalenas, antracenas ir kiti su benzenu susiję junginiai. Plastikai savaime paprastai nėra fosforai, tačiau chemines medžiagas galima derinti su plastiku, kad susidarytų fotonų generatorius.
Neorganinės cheminės medžiagos yra geriausi gama spinduliuotės detektoriai, organinės medžiagos yra optimalios beta dalelėms, o į plastiką įterpti fosforai puikiai tinka neutronams aptikti. Radioaktyvieji izotopai gali skilti naudojant įvairius metodus, todėl detektoriuose gali būti daugiau nei vieno tipo aptikimo elementų. Detektoriuose naudojama skaičiavimo programinė įranga yra labai svarbi nustatant spinduliuotės kiekį, nes didesnis skaičius rodo, kad yra daugiau radioaktyviųjų elementų arba skaitiklis yra šalia radioaktyvumo.
Sukūrus šviesos fotonus, kita svarbi dalis yra detektorius, kuris mato fotonus ir juos skaičiuoja. Daugelyje skaitiklių naudojamas fotodaugiklis, kuris yra elektrodų serija, sumontuota vakuuminiame vamzdyje. Kai šviesos fotonas patenka į vamzdelį, jis paprastai yra per silpnas, kad jį aptiktų scintiliacijos skaitiklio elektroninės grandinės. Fotonas atsitrenkia į pirmąjį elektrodą, kuriam prijungta elektros įtampa.
Smogdamas šviesai, elektrodas išskiria daugiau elektronų, kurie nukeliauja į antrąjį elektrodą. Kiekvieną kartą tai įvykus, išsiskiria daugiau elektronų, o signalas stiprėja. Po kelių žingsnių, kurie vyksta labai greitai, kai elektronai sklinda šviesos greičiu, signalas yra pakankamai stiprus, kad skaitiklis jį aptiktų, o jis užregistruoja šviesos fotono buvimą ir jį suskaičiuoja. Fotodaugiklis yra ypač jautrus ir gali tiksliai aptikti labai mažus šviesos blyksnius, atsirandančius dėl nykimo.
Kitas scintiliacijos skaitiklio tipas yra skystosios fazės blokas. Šie skaitikliai gali būti naudingi atliekant laboratorinę analizę, nes mėginys dedamas tiesiai į skystį, sudarytą iš fosforo ir tirpiklio. Bet kokia radioaktyvioji emisija iš karto aptinkama mėginį supančiomis fosforo medžiagomis, kurios vėliau suskaičiuojamos.
Ši technologija gali būti naudinga nukenksminant išsiliejusią radioaktyviąją medžiagą, nes radioaktyvumui patikrinti galima naudoti šluostymo testus. Maži audinio pavyzdžiai nušluostomi paviršiais ir dedami į skysčio scintiliacijos skaitiklį. Šis procesas gali būti kartojamas, jei reikia, kol skaitiklis parodys, kad radioaktyvumas yra žemas, vadinamas fonine spinduliuote.