Szintillationszähler sind wichtige Werkzeuge zum Nachweis und zur Messung von Radioaktivität. Sie arbeiten, indem sie radioaktiven Materialien Atomen innerhalb des Detektors aussetzen, die die abgestrahlte Energie vorübergehend absorbieren. Diese angeregten Atome kehren in ihren nicht angeregten Zustand zurück und emittieren Photonen, die vom Szintillationszähler erfasst werden.
Die Atome in einer radioaktiven Substanz zerfallen, verwandeln sich in Atome eines anderen Elements und geben Materie und Energie ab.
In einem Szintillationszähler wird das radioaktive Material in einem Lösungsmittel gelöst, das Atome eines Materials enthält, von dem bekannt ist, dass es diese Strahlung absorbiert, das sogenannte Szintillationsmittel. Wenn die Atome diese Strahlung absorbieren, werden sie angeregt. Elektronen in diesen Atomen werden durch diesen Energiezufluss in einen höheren Energiezustand gestoßen. Die Elektronen verbleiben jedoch nicht lange im erhöhten Energiezustand und kehren innerhalb von Sekundenbruchteilen in ihren Grundzustand zurück. Wenn die Elektronen in einen niedrigeren Energiezustand fallen, verliert das Atom Energie in Form eines emittierten Photons, das das masselose Teilchen aller elektromagnetischen Energie, einschließlich des Lichts ist.
Diese emittierten Photonen interagieren mit Atomen innerhalb einer Struktur im Zähler, die als Photomultiplier-Röhre bezeichnet wird und Elektronen durch einen als photoelektrischer Effekt bezeichneten Prozess emittiert. Der resultierende elektrische Impuls zeigt an, dass Photonen nachgewiesen wurden, was darauf hindeutet, dass Radioaktivität den Szintillationsstoff angeregt hat. Die Messung des Pulses ermöglicht es Wissenschaftlern, die Radioaktivität innerhalb der zu testenden Substanz zu bestimmen.
