પ્રસ્ફુરણગણક (scintillation counter) : વિદ્યુત-કણ અથવા વિકિરણ માપવા માટે વપરાતા સંસૂચક (detector). તે ઉત્સર્જિત પ્રકાશના પ્રસ્ફુરણ અથવા ઝબકારાને પ્રકાશ-સંવેદનશીલ સાધન (મોટેભાગે પ્રકાશ-ગુણક-photomultiplier) દ્વારા ગ્રહણ કરીને કાર્ય કરે છે. પ્રસ્ફુરણ-ગણકની મદદથી વિદ્યુત-કણ, ગૅમા-કિરણો અથવા એક્સ-કિરણોનું અસ્તિત્વ તથા તેમની શક્તિ અથવા પ્રસ્ફુરણ માધ્યમની અંદર થતો તેમની શક્તિનો વ્યય (energy loss) માપી શકાય છે. પ્રસ્ફુરણ માટે સંવેદનશીલ માધ્યમ ઘન, પ્રવાહી અથવા વાયુ રૂપમાં હોઈ શકે છે; પરંતુ સામાન્ય રીતે એ ઘન અથવા પ્રવાહી રૂપમાં હોય છે. પ્રસ્ફુરણગણક ઘણું જ સર્વગ્રાહી કણ-સંસૂચક (particle detector) છે તથા ઉદ્યોગો, વૈજ્ઞાનિક સંશોધન, વિકિરણનું પરિવીક્ષણ, પેટ્રોલિયમ અને ગૅમા-કિરણો ઉત્સર્જિત કરતાં રેડિયોધર્મી ખનિજોના અન્વેષણમાં તેનો વ્યાપક રીતે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. અત્યંત ક્ષીણ માત્રાની રેડિયો-ધાર્મિકતાના માપનમાં પણ તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
પ્રસ્ફુરણની ઘટનાનો સૌપ્રથમ ઉપયોગ અર્નેસ્ટ રધરફર્ડ તથા તેના સહકાર્યકરોએ કર્યો હતો. ઝિંક સલ્ફાઇડના પાઉડરનું પડ ચડાવેલા પડદા ઉપર આલ્ફાકણ અથડાવાથી ઉત્પન્ન થતા પ્રકાશના ઝબકારાનું તેમણે નરી આંખે અવલોકન કર્યું હતું. જુદા જુદા વરખથી થતા આલ્ફા-કણના પ્રકીર્ણનની મદદથી રધરફર્ડ નાભિક અણુની આધુનિક સંકલ્પના સ્થાપી હતી.
આધુનિક સમયમાં આંખોના સ્થાને ઍમ્પ્લિફાયર સાથે સંલગ્ન કરેલા પ્રકાશ-ગુણકનો ઉપયોગ ઘણો કાર્યક્ષમ સાબિત થયો છે અને તેની મદદથી કણના પ્રવેશનો સમય, કણની શક્તિ અથવા શક્તિનો વ્યય માપી શકાય છે. પસાર થતા કણને લીધે ઉત્તેજિત થતા અણુ જ્યારે તેમની સામાન્ય સ્થિતિ (ground state) ઉપર પાછા આવે છે ત્યારે વધારાની શક્તિ પ્રકાશના ક્ષણિક ઝબકારા (pulses) રૂપે ઉત્સર્જિત કરે છે. આ ઝબકારા પ્રસ્ફુરણની પ્રક્રિયા સાથે સંકળાયેલા હોય છે.
1947માં થયેલા વિકાસ પછી પ્રસ્ફુરણીય પદાર્થના પાઉડરનું પડ ચડાવેલા પડદાને સ્થાને મોટું કદ ધરાવતા દ્રવ્યનો ઉપયોગ કરીને પારદર્શક સ્ફટિકમય પદાર્થો અથવા પ્રવાહી કે પ્લાસ્ટિકમાંથી પ્રસ્ફુરણ-ગણકો બનાવવામાં આવે છે. કાર્યક્ષમ સંસૂચક બનાવવા માટે એ જરૂરી છે કે ઉપયોગમાં લેવાતો પદાર્થ તેના પોતાના પ્રસ્ફુરિત પ્રકાશ માટે પારદર્શક હોવો જોઈએ તથા મીટર જેટલી લંબાઈના મોટા કદના પ્રસ્ફુરક માટે તેની પારદર્શકતાની ગુણવત્તા ઘણી ઊંચી હોવી જોઈએ. પ્રસ્ફુરણગણકનું કાર્ય નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યું છે.
પ્રસ્ફુરકનો એક ભાગ પ્રકાશગુણકની પ્રકાશ-સંવેદનશીલ સપાટી સાથે પ્રકાશીય સંપર્ક(optical contact)માં રાખવામાં આવે છે. બની શકે તેટલી સંખ્યામાં પ્રકાશના ઝબકારા પ્રકાશ-સંવેદનશીલ સપાટીની દિશામાં જઈ શકે તે માટે બહારના આવરણ અને પ્રસ્ફુરકની સપાટી વચ્ચે પરાવર્તક પદાર્થ રાખવામાં આવે છે.
ઘણા પ્રયોગોમાં મોટા ક્ષેત્રફળના પ્રસ્ફુરકના પ્રકાશને પ્રકાશગુણકની નાની સપાટી તરફ મોકલવાનો હોય ત્યારે કાચ, પ્લાસ્ટિક કે ક્વૉર્ટ્ઝમાંથી બનાવેલા પ્રકાશીય તંતુ (optical fibers) તથા લેન્સ અને દર્પણોનો ઉપયોગ પણ કરવામાં આવે છે.
વિદ્યુત ઇજનેરી
કેટલીક લાક્ષણિકતાને કારણે પ્રસ્ફુરણગણક એક્સ-કિરણો, ગૅમા-કિરણો, અન્ય ન્યૂક્લિયર કણ તથા અધિક શક્તિ ધરાવતા કણો માટે ખાસ રીતે ઉપયોગી થાય છે. તેની ગણના-કાર્યક્ષમતા લગભગ 100% જેટલી મેળવી શકાય છે અને અત્યંત પાતળા અને નાના કદના પ્રસ્ફુરકો બનાવી શકાય છે. ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રસ્ફુરક પદાર્થો 10–9 સેકંડ જેટલા અત્યંત ટૂંકા સમયના ઝબકારા ઉત્સર્જિત કરે છે. કેટલાક અકાર્બનિક પદાર્થોના ઝબકારા આના કરતાં 10થી 100 ગણા વધારે લાંબા હોય છે. પરંતુ આ ઝબકારા ઘણા જ શીઘ્ર હોય છે. આથી પ્રસ્ફુરણગણક દ્વારા ઘણી જ ઝડપથી ગણતરી કરી શકાય છે, જે જૂના વખતના ગાયગર કાઉન્ટર (Geiger counter) જેવા ધીમા કણ-સંસૂચકો માટે શક્ય નહોતું.
પ્રસ્ફુરણગણકો બનાવવા માટે વપરાતા પદાર્થો બે પ્રકારના હોય છે – અકાર્બનિક અને કાર્બનિક. અકાર્બનિક પ્રસ્ફુરકોની સામાન્ય લાક્ષણિકતા એ હોય છે કે તેમાં ભારે વજનનાં તત્વોનું અસ્તિત્વ હોય છે. સોડિયમ આયોડાઇડમાં થોડી માત્રામાં થૅલિયમ (thallium) ભેળવીને બનાવવામાં આવતો અકાર્બનિક પ્રસ્ફુરક સૌથી વધારે ઉપયોગી છે. આ પદાર્થની સામાન્ય સંજ્ઞા NaI (Tl) છે. આ ઉપરાંત સીશિયમ આયોડાઇડની સાથે થૅલિયમ અથવા સોડિયમ ભેળવીને બનાવેલા પ્રસ્ફુરકો પણ ઉપયોગમાં લેવાય છે. ગૅમા-કિરણો માટે NaI (Tl) ખાસ ઉપયોગી છે.
કાર્બનિક પ્રસ્ફુરકોમાં નૅપ્થેલિન, ઍન્થ્રેસિન, ટ્રાન્સ-સ્ટિલબીન, ટરફિનાઇલ જેવા પદાર્થો વાપરવામાં આવે છે. ટરફિનાઇલને ઝાઇલીન (xylene) જેવા કાર્બનિક પ્રવાહીમાં ઓગાળીને પ્રવાહી પ્રસ્ફુરકો બનાવી શકાય છે, જેની મદદથી અત્યંત ઊંચી ગણના-કાર્યક્ષમતા મેળવી શકાય છે. કાર્બનિક પદાર્થમાં હાઇડ્રોજન હોવાથી ન્યૂટ્રૉન માટે પણ તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. પ્રોટૉન સાથે અથડાવાથી ન્યૂટ્રૉન તેની ગતિશક્તિ વીજ-કણને આપે છે અને એ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ઝબકારાથી ન્યૂટ્રૉનની ગણતરી કરી શકાય છે. ગૅમા-કિરણો, ઇલેક્ટ્રૉન અથવા પૉઝિટ્રૉન માટે કાર્બનિક પ્રસ્ફુરકો કરતાં અકાર્બનિક પ્રસ્ફુરકો વધારે ઉપયોગી છે. પારખવા અત્યંત મુશ્કેલ એવા ન્યૂટ્રીનો કણ માટે મોટા કદના પ્રવાહી પ્રસ્ફુરકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.
ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ખગોળ-ભૌતિકશાસ્ત્રમાં કેટલીક મૂળભૂત શોધો પ્રસ્ફુરકોના ઉપયોગથી થઈ છે. વિશિષ્ટ રીતે NaI (Tl) સંસૂચકો નીચેનાં વિવિધ ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગી બને છે : ન્યૂક્લિયર ભૌતિકશાસ્ત્ર, મૂળભૂત કણોનું ભૌતિકશાસ્ત્ર, અણુ-ભૌતિકશાસ્ત્ર, ઘન-સ્થિતિ ભૌતિકશાસ્ત્ર (solid state physics), રસાયણશાસ્ત્ર, પોષણ સંબંધિત અભ્યાસ (nutrition studies), જીવશાસ્ત્ર, ન્યૂક્લિયર ઔષધિ, ખગોળ-ભૌતિકશાસ્ત્ર, અંતરીક્ષ ભૌતિકશાસ્ત્ર, ભૂસ્તરશાસ્ત્ર, ન્યૂક્લિયર રિઍકશન ટેકનૉલોજી, સમુદ્રશાસ્ત્ર તથા પેટ્રોલિયમ અને ખનિજ પદાર્થોનું અન્વેષણ.
પરંતપ પાઠક