Đầu dũ nhấp nhỏy gồm hai thành phần là tinh thể nhấp nhỏy và ống nhõn quang điện. Khi một tia bức xạ đi vào tinh thể nhấp nhỏy, nú ion húa và kớch thớch cỏc phõn tử chất nhấp nhỏy. Cỏc phõn tử bị kớch thớch sẽ phỏt ra ỏnh sỏng và trở về trạng thỏi cơ bản. Cỏc loại chất nhấp nhỏy thường gồm cỏc tinh thể vụ cơ, tinh thể hữu cơ, chất nhấp nhỏy hữu cơ lỏng.
Cỏc photon phỏt ra từ tinh thể sẽ đi đến photocathode và làm bật ra cỏc quang electron do hiệu ứng quang điện. Số quang electron được tạo ra tỉ lệ thuận với số photon nhấp nhỏy và do vậy cũng tỉ lệ thuận với năng lượng gamma bị hấp thụ trong tinh thể. Phần cũn lại của ống nhõn quang điện là một loạt cỏc dinode bờn trong ống thủy tinh chõn khụng. Cỏc quang electron đi tới cỏc dinode với điện thế dương tăng dần, cứ đi qua một dinode thỡ số quang eletron thứ cấp được sinh ra càng được tăng lờn. Khi đến anode ta sẽ thu được một dũng electron lớn gấp từ 104 đến 106 lần dũng quang electron ban đầu. Lượng electron đến anode tỉ lệ thuận với năng lượng gamma bị hấp thụ trong chất nhấp nhỏy.
Đầu dũ NaI(Tl) là loại đầu dũ nhấp nhỏy sử dụng chất nhấp nhỏy vụ cơ là tinh thể NaI và được kớch hoạt bởi Tl. Do tinh thể NaI sạch là chất nhấp nhỏy chỉ ở nhiệt độ nitơ lỏng nờn cần thờm vào một lượng Tl để nú trở thành chất nhấp nhỏy ở nhiệt độ phũng thớ nghiệm và làm cho phổ phỏt xạ của tinh thể khụng trựng với phổ hấp thụ. Đầu dũ NaI(Tl) đang được sử dụng rộng rói trong cỏc lĩnh vực cụng nghiệp chiếu xạ. Ưu điểm của loại đầu đũ này là khả năng ghi nhận bức xạ với hiệu suất cao ở nhiệt độ phũng. Trong khúa luận này, chỳng tụi sử dụng đầu dũ nhấp nhỏy NaI(Tl) với tinh thể nhấp nhỏy dạng trụ cú đường kớnh và chiều dài đều là 76,2 mm được cung cấp bởi Amptek. Cỏc thụng số kỹ thuật và hỡnh dạng của đầu dũ được mụ tả trong Hỡnh 3.1 và Bảng 3.1.
Hỡnh 3.1. Mặt cắt của đầu dũ NaI(Tl) được dựng trong khúa luận Cỏc thụng số của đầu dũ được biểu thị trong Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Cỏc thụng số của đầu dũ do nhà sản xuất cung cấp
Thụng số Giỏ trị
Mật độ lớp vỏ nhụm 2,700 g cm–3
Mật độ lớp Silicon 2,329 g cm–3
Mật độ lớp nhụm oxit – Al2O3 3,970 g cm–3
Mật độ của tinh thể NaI(Tl) 3,667 g cm–3
Đường kớnh tinh thể NaI(Tl) 76,2 mm
Chiều dài tinh thể NaI(Tl) 76,2 mm
Bề dày lớp Silicon 2,0 mm
Bề dày lớp nhụm trước tinh thể 1,5 mm
Bề dày lớp nhụm xung quanh tinh thể 1,5 mm
Bề dày lớp Al2O3 trước tinh thể 3,0 mm
Bề dày lớp Al2O3 xung quanh tinh thể 2,0 mm