การส่งประกายแสงย่าน UV จากผลึกวัดรังสี Nal (TI) ผ่านเส้นใยแสง / ธีรพงษ์ ประทุมศิริ, ทับทิม อ่างแก้ว, สุวิทย์ ปุณณชัยยะ

ปัจจุบันได้มีการพัฒนาเส้นใยแสง (optical fiber) เพื่อนำมาใช้งานด้านการสื่อสารและเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์อย่างแพร่หลาย เนื่องจากเส้นใยแสงมีคุณสมบัติในการส่งผ่านข้อมูลในรูปสัญญาณแสงได้ดี มีอัตราการสูญเสียสัญญาณต่ำ แบนด์วิดท์ (bandwidth) กว้าง ไม่มีการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีครอสทอล์ด (cross-talk) ต่ำ มีความสามารถของระบบสูง ทนทานต่อความร้อนและสารเคมีได้ดี ความยืดหยุ่นพอสมควร จากคุณสมบัติดังกล่าวจึงมีการประยุกต์เส้นใยแสงมาใช้ในงานด้านเทคโนโลยีนิวเคลียร์ มีผู้นำเส้นใยแสงมาใช้งานด้านส่งประกายแสงจากผลึกวัดรังสีของหัววัดรังสีชนิดซินทิลเลชัน ในระยะใกล้บ้างแล้วในกระบวนการสร้างภาพถ่ายด้วยรังสี แต่สำหรับการส่งประกายแสงจากผลึกวัดระยะใกลยังไม่มีข้อมูล หัววัดรังสีชนิดซินทิลเลชัน เป็นหัววัดรังสีที่มีกระบวนการวัดรังสีทางอ้อม ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วนคือ ส่วนที่รับอันตรกิริยาจากรังสีและเกิดประกายแสง ต่อเชื่อมกับส่วนที่ทำหน้าที่เปลี่ยนประกายแสงเป็นสัญญาณอิเล็กตรอนและทวีคูณอิเล็กตรอน ซึ่งห่อหุ้มไว้ด้วยภาชนะปิด ป้องกันแสงสว่างจากภายนอก อีกทั้งบริเวณหลอดทวีคูณอิเล็กตรอนยังหุ่มหุ้มด้วยแผ่นกั้นสนามแม่เหล็ก เพื่อป้องกันการรบกวนจากสนามแม่เหล็กซึ่งจะทำให้กลุ่มอิเล็กตรอนเบี่ยงเบนจากบริเวณไดโนด การส่งผ่านประกายแสงย่านรังสีเหนือม่วง สิ่งสำคัญสำหรับการส่งประกายแสงผ่านย่านรังสีเหนือม่วง คือ การพิจารณาเรื่องการสูญเสียความเข้มประกายแสงในตัวกลางส่งผ่าน ซึ่งจำเป็นต้องเลือกวัสดุตัวกลางที่ไม่ดูดกลืนพลังงานย่านความยาวคลื่นที่ต้องการส่งผ่าน สำหรับประกายแสงของผลึกวัดรังสีทั่วไปจะอยู่ในย่านความยาวคลื่นช่วง UVA 315-400 nm (มีต่อ)

เส้นใยแสง (optical fiber) สามารถนำคลื่นแสงได้ดีโดยอาศัยหลักการของการสะท้อนกลับของแสงภายในทั้งหมด แบ่งเป็น 3 ชนิดหลักคือ เส้นใยแสงชนิดมัด เส้นใยแสงชนิดเหลว และเส้นใยแสงชนิดเส้นเดียว การส่งประกายแสงโดยเลือกเส้นใยแสงชนิด liquid light guide เส้นเดียว ความยาว 1,1.5 และ 3 เมตร พบว่ามีการกระเจิงของแสงในสายและมีอัตราการลดทอนค่อนข้างสูง จึงไม่สามารถใช้ในการวิเคราะห์พลังงานได้ จึงแก้ปัญหาด้วยการเพิ่มจำนวนเส้นใยแสงที่มีความยาว 1.5 เมตร จำนวน 1-5 เส้น สังเกตจากสเปกตรัมในการวิเคราะห์ของ cs-137 ความแรง 10 uci ซึ่งใช้เวลานับ 200วินาที ให้ผลดังนี้ 1. ความเข้มของประกายแสงสูงขึ้น 2.16 เท่า พิจารณาที่ตำแหน่งพีคพลังงานที่เพิ่มขึ้นจากเส้นใยแสงเส้นเดียว ทำให้ขนาดของสัญญาณพัลส์เพิ่มขึ้น และรูปร่างของพีคพลังงานดีขึ้น 2. รูปสเปกตรัมมีความสามารถที่จะนับรังสีแบบแยกนับพลังงาน การด้อยลงความสามารถในการแจกแจงพลังงานเนื่องจากการกระเจิงและการสอดแทรกของแสงในการนำแสงซึ่งทำให้จำนวนนับใต้พื้นที่ลดลง ประสิทธิภาพการวัดรังสีที่ตำแหน่งพีค (peak efficiency) เทียบกับการส่งประกายแสงโดยตรงระยะใกล้ โดยให้พื้นที่รับประกายแสงเท่ากันพบว่ามีประสิทธิภาพเท่ากับ 34.77 %