J. Phys. France 29, 159-166 (1968)
DOI: 10.1051/jphys:01968002902-3015900

Radioluminescence des milieux organiques I. Étude cinétique

R. Voltz et G. Laustriat

Centre de Recherches Nucléaires, Département de Physique des Rayonnements et Électronique Nucléaire, 67-Strasbourg-Cronenbourg

Abstract
A description is given of the formation, the evolution and the spatial arrangement of activated molecules in organic scintillators excited by high energy particles. The kinetics of the prompt and the delayed scintillation components are described. The prompt emission is shown to result from molecular excitation in upper singlet states, followed by internal conversion to the lowest singlet level responsible for fluorescence emission. The delayed component is attributed to emission from singlet states formed during the encounter of two triplet excitons in the particle track. Equations are obtained defining the time dependence of intensity and the integrated intensities of both components, in the case of pure or binary systems containing or not quenching substances like molecular oxygen.

Résumé
Afin de préciser l'origine des deux composantes de la radioluminescence des milieux organiques, on analyse l'ensemble des processus élémentaires conduisant à la formation des états excités moléculaires responsables de l'émission de lumière dans les scintillateurs organiques soumis à des rayonnements corpusculaires de grande énergie. On est ainsi amené à attribuer l'émission prompte à la désactivation radiative de molécules excitées directement dans un état singulet lors du passage des particules ionisantes. L'émission différée est due aux états singulets résultant de l'interaction de deux excitons triplets dans la trace des corpuscules chargés. On établit les expressions théoriques des intensités instantanée et intégrée de la radioluminescence de milieux aromatiques purs et de systèmes binaires, contenant ou non des substances inhibitrices comme l'oxygène.

PACS
30 - ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS.
34 - Atomic and molecular collision processes and interactions.
7860 - Other luminescence and radiative recombination.

Key words
luminescence -- molecular excitation