Scintilacijski števec je naprava, ki se uporablja za odkrivanje in merjenje emisij radioaktivnih elementov. Radioaktivnost je sproščanje delcev ali energije iz določenih elementov, ki vsebujejo preveč nevtronov in je lahko nevarna za ljudi, živali in rastline. Scintilacijski števec združuje kemikalijo, ki ustvarja svetlobo, ko jo udarijo radioaktivne emisije, in detektor za zaznavanje in štetje svetlobnih impulzov.
Številni elementi imajo izotope, molekule, ki vsebujejo različno število nevtronov z enakim številom protonov in elektronov. Večina izotopov je stabilnih in sčasoma se ne bo zgodilo nič, kar bi spremenilo njihovo kemično sestavo. Številni radioaktivni izotopi pa ne bodo zadržali nevtronov na mestu in začeli radioaktivno razpadati.
Obstajajo tri glavne vrste radioaktivnega razpada in vsaka ima različne značilnosti. Alfa sevanje je delec, ki združuje protone in nevtrone in ima relativno nizko energijo, kar omogoča, da ga ustavi voda ali tanke kovinske plošče. Beta sevanje so visokoenergetski elektroni, sproščeni iz elementa, in lahko prodrejo v telesna tkiva in plasti zaščitnega ščita. Gama sevanje ni delec, temveč elektromagnetno valovanje, podobno svetlobi, ki ima zelo visoko energijo in ga lahko ščitijo le plasti goste svinčene plošče.
Vse tri vrste povzročajo celične poškodbe rastlin in živali, ker povzročajo, da se molekule spremenijo, ko jih udari sevanje. Ko radioaktivni delec ali gama sevanje udari v molekulo, bo sproščalo elektrone v okoliška tkiva ali zrak. Če sevanje udari v kemikalijo, ki ob udarcu povzroči svetlobni blisk, in je svetlobo mogoče zaznati, je ustvarjen scintilacijski števec.
Obstajajo tri vrste trdnih scintilacijskih kemikalij, imenovanih fosforji, ki se uporabljajo v števcih in vključujejo anorganske, organske in plastične snovi. Anorganske kemikalije, ki lahko sproščajo svetlobo, imenovane fotoni, ko jih udari sevanje, vključujejo kovinske jodide in cinkov sulfid. Organski fosforji lahko vključujejo naftalen, antracen in druge spojine, povezane z benzenom. Plastika sama po sebi običajno ni fosfor, vendar se kemikalije lahko kombinirajo s plastiko, da tvorijo fotonski generator.
Anorganske kemikalije so najboljši detektorji za gama sevanje, organske snovi so optimalne za beta delce, fosforji, vgrajeni v plastiko, pa dobro delujejo za odkrivanje nevtronov. Radioaktivni izotopi lahko razpadejo z različnimi metodami, zato lahko detektorji vsebujejo več kot eno vrsto detekcijskega elementa. Programska oprema za štetje, ki se uporablja v detektorjih, je ključnega pomena za določanje količine sevanja, ker višja števila kažejo, da je prisotno več radioaktivnega elementa ali pa je števec blizu radioaktivnosti.
Ko so ustvarjeni fotoni svetlobe, je drugi pomemben del detektor, ki tako vidi fotone kot jih šteje. Številni števci uporabljajo fotopomnoževalnik, ki je niz elektrod, nameščenih v vakuumsko cev. Ko foton svetlobe vstopi v cev, je običajno prešibek, da bi ga elektronska vezja v scintilacijskem števcu zaznala. Foton udari v prvo elektrodo, na katero je priključena električna napetost.
Ko jo udari svetloba, elektroda sprosti več elektronov, ki potujejo do druge elektrode. Vsakič, ko se to zgodi, se sprosti več elektronov in signal postane močnejši. Po več korakih, ki se zgodijo zelo hitro z elektroni, ki potujejo s svetlobno hitrostjo, je signal dovolj močan, da ga števec zazna, in registrira prisotnost fotona svetlobe in ga prešteje. Fotopomnoževalnik je izjemno občutljiv in lahko natančno zazna zelo majhne utripe svetlobe zaradi razpada.
Druga vrsta scintilacijskega števca je enota s tekočo fazo. Ti števci so lahko uporabni pri laboratorijskih analizah, saj je vzorec postavljen neposredno v tekočino, sestavljeno iz fosforja in topila. Vsako radioaktivno emisijo takoj zaznajo fosforji, ki obdajajo vzorec, ki se nato preštejejo.
Ta tehnologija je lahko uporabna pri dekontaminaciji radioaktivnega razlitja, saj se lahko s testi obrisanja preveri radioaktivnost. Majhne vzorce tkanine obrišemo po površinah in jih nato postavimo v tekoči scintilacijski števec. Ta postopek se lahko po potrebi ponavlja, dokler števec ne pokaže, da je radioaktivnost nizka, kar imenujemo sevanje ozadja.