Сцинтилляционный материал

Сцинтилляционный материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1СЦИНТИЛЛЯЦИбННЫЙ МАТЕРИАЛ , для детекторов ионизирующих излучений , состоящий из кристаллов сцинтиллятора и органической дисперсионной среды, о т ли чающийся тем, что. с целью расширения вида регистрируемого ионизирующего излучения при повышении его радиационной стойкости, он содержит в Изобретение относится к технике люминофоров , а именно к сцинтиляционным материалам , используемым для регистрации различного вида ионизирующих излучений в медицине, геологии и космических исследованиях . Цель изобретения - расширение вида регистрируемого сцинтиляционным материалом ирнизирующего излучения при повышении его радиационной стойкости. Предлагается сцинтилляционный материалом , состоящий из кристаллов сцинтиллятора , в качестве которого он содержит поликристаллы твердого раствора соединений А из группы, включающей CdSi - х Тех при X 10-10. ZnSei - х Тех при х ТО -10 Zn S1 - X Sex (Al. Ag) при х - 0.1 0,9 и Znt-x CdxS (AI.Ag) при х -0,1-0.9. с размером 0.01-1,00 мм и органической дисперсикачестве сцинтиллятора поликристаллы твердого раствора соединений с размером 0,01-1.00 мм при следующем соотношении компонентов, об. %; Поликристаллы твердого раствора соединений А В 20-90 Органическая дисперсионная среда.остальное. 2. Материал по п. i, о т л и ч а ю щ и и с я тем. что он содержит соединения из группы, включающей CdSi - х Тех. при х . ZnSei - X Тех при х -- 10 -10. ZnSi - X Sex (At. Ag) при х 0,1-0.9 и Zni - X CdxS (Al. Ag) при х 0.1-0,9. сл с онной среды преследующем соотношении компонентов, об. %: Поликристаллы О твердого раствора соединений А в 20-80 СП Органическая VI дисперсионная o о средаостальное Отличие данного изобретения состоит в тогл, что сцинтилляционный материал для детекторов ионизируюи1их излучений содержит в качестве сцинтиллятора поликристаллу твердого раствора соединений с размером 0.01-1.00 мм при указанном соотношении компонентов. Дополните/1ьное отличие определяется тем, что сцинтилляциониый материал содержит соединений из вышеописанной группы.

,.ф А е

«Р » +@@?) (Q

-=«. .ф, J, СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕС lYbf!VlK

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 33 19722/26 (22) 07.07.81 (46) 15.04,93. Бюл. Рк 14 (72) В.Д,Рыжиков, О.П.Вербицкий, B.Á.Áèтеман и В.Г,Сенчишин (56) Патент США М 2559219, кл. G 01 Т 1/20, опублик, 1951.

Патент США tk 3960756, кл. G 01 Т 1/20, опублик. 1976. (54) (57)1СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ, для детекторов ионизирующих излучений, состоящий иэ кристаллов сцинтиллятора и органической дисперсионной среды,отличающийся тем,что,с целью расширения вида регистрируемого ионизирующего излучения при повышении его радиационной стойкости, он содержит в

Изобретение относится к технике люминофоров, а именно к сцинтиляционным материалам, используемым для регистрации различного вида ионизирующих излучений в медицине. геологии и космических исследованиях.

Цель изобретения — расширение вида регистрируемого сцинтиляционным материалом ионизирующего излучения при повышении его радиационной стойкости.

Предлагается сцинтилляционный материалом, состоящий из кристаллов сцинтиллятора, в качестве которого он содержит поликристаллы твердого раствора соединений А В из гоУппы, включающей Сб$1- х

1 Ч

Тех при х - 10 -10, ZnSe1- х Тех при х

104 101 S Se (AI А и Zn1-x CdxS (AI,Ад) при х -0,1-0,9, с размером 0,01-1,00 мм и органической дисперси„„5U„,, 1075726 Al (э1)э С 09 К 11/03 /! 6 01 Т 1/20 качестве сцинтиллятора поликристаллы твердого раствора соединений А В с размером 0,01 — 1,00 мм при следующем соотношении компонентов, об. ;

Поликристаллы твердого раствора соединений А В 20 — 90

Органическая дисперсионная среда остальное

2, Материал поп. 1,отличаю щи и с я тем, что он содержит соединения А В из

Л 1л гРУппы, включаюЩей CdS1 х Тех, пРи х =

10 — 10, Еп$е1 - x Tex пРИ х =- 10 -10 .

ZnS1 - х Sex (AI. Ад) при х - 0,1-0,9 и

Zn1- х СбхЯ (AI, Ag) при х = 0,1-0,9. онной среды при следующем соотношении компонентов, o0, $:

Поликристаллы твердого раствора соединений А В . 20-80

Органическая дисперсионная среда остальное

Отличие данного изобретения состоит в там, что сцинтинаяцианный материал для детекторов ионизирующих излучений содержит в качестве сцинтиллягора поликристаллы твердого раствора соединений А В с размером 0;01-1,00 мм при указанном соотношении компонентов.

Дополнительное отличие определяется тем, что сцинтилляцианный материал содержит соединения А В иэ вышеописанн w ной группы.

Предложенный сцинтиляционный материал позволяет расширить вид регистрируемого ионизирующего излучения за счет увеличения эффективности регистрации нейтронов при повышении его радиационной стойкости примерно на три порядка по сравнению с известным сцинтилляционным материалом.

Выбор поликристаллов твердого раствора соединений А В указанного выше

ll Vf состава в качестве сцинтиллятора определяется тем, что они обладают высокой эффективностью преобразования энергии ионизирующего излучения в световую при повышенной радиационной стойкости. Кроме того, высокая плотность этих соединений и большой атомный номер входящих в их состав катионов обеспечиоают хорошую эффективность регистрации нейтронов, Концентрация активаторов — алюминия и серебра, обеспечивающих оптимальные люминесцентные свойства материала, составляют 10 -10 мол, Д.

Использование поликристаллов твердого раствора соединений А В с размером и и

0,01 — 1,00 мм обусловлено необходимостью достижения максимального светового выхода при воздействии ионизирующего излучения. При этом применение в составе сцинтиляционного материала поликристаллов с размером менее 0,01 мм и более 1,00 мм резко снижает световой выход.

Пределы содержания поликристаллон твердого раствора соединений А В в и мч предложенном материале определяются необходимостью обеспечения регистрации с помощью сцинтилляционного материала различных видов ионизирующего излучения с разными энергетическими характеристиками и связаны с видом используемых в качестве сцинтиллятора соединений. Содержание поликристаллов в составе материала менее 20 об. 7 не обеспечивает эффективной регистрации нейтронов, а содержание их более 90 об. Д значительно понижает чувствительность его к мягкому у-излучению, В качестве органической дисперсионной среды по данному изобретению используют любые прозрачные полимеры, не обязательно обладающие сцинтилляционными свойствами, или сцинтилляционную, пластмассу.

Поликристаллы твердых растворов соединений А В из указанной выше группы получают следующим образом.

Смесь соединений АиВ, которая может также содержать соединения активаторов, помещают в кварцевую ампулу, имеющую два патрубка в противоположных торцах ампулы. Входной патрубок подсоединяют к камере с инертным газом или водородом, находящимся под давлением 7,05 атм. выходной патрубок имеет выход в водяной затвор, Инертный газ или водород заполняют обьем ампулы и выходят через выходной патрубок, очищая ампулу от кислорода и азота, После продувки ампулу помещают в печь и, не прерывая тока инертного газа или водорода, подогревают да

1000 — 1200 С, выдерживая при этой температуре в течение 20 — 100 ч, Затем ампулу, находящуюся в печи, охлаждают со скоростью 25 — 100 С/ч до комнатной температуры, При этом происходит дополнительная очистка сырья от неконтролируемых примесей, его рекристаллизация и образование поликристаллической спекшейся массы с размерами поликристаллов 0,01 — 1,0 мм, Затем спек размельчают до образования зерен 0,01 — 7,00 мм, Для приготовления такого порошка пригоден также бой монокристаллоо твердого раствора соединений А 8, выращенных из расплава.

Для получения сцинтилляционного материала порошок, полученный измельчени30 ем поликристаллического спека или монокристаллов соединений А В . погруи Ч! жают в полимер или сцинтилляционную пластмассу и выдерживают до завершения полимеризации, Затем пластина:сцин тилЗ5 ляционного материала, форма которого соответствует форме кюветы, подвергается механической обработке.

Пример 1. Смешивают 20 об. Ä поликристаллав твердого раствора CdSo,gg Teool c

40 размером 0,01 мм и 80 об. 7; органической дисперсионной среды — эластосила. Приготовленную смесь подвергают низкотемпературной полимериэации в течение 10 ч.

Далее исследует эффективность регистрации полученного сцинтилляционного материала различных видов ионизирующего излучения и его радиационную стойкость, определяемую максимально допустимой дозой облучения.

Пример 2. Аналогично примеру 1 получают сцинтилляционный материал. содержащая 20 об. ф, CdSo,оэ Тео.о7 с размером частиц 0,10 мм и 80 об. $ органической дисперсионной среды, Пример 3. Аналогично примеру 1 получают сцинтилляцианный материал, содержащий 20 об. ф, поликристаллов CdSo,оо Тео,о7 с размером частиц 1,00 мм и 80 об, $ органической дисперсионной среды, 1075726

Максимально допустимая доза обл чения, а

Вид регистрируемого изл чения

Сцинтилляционный материал

Размер поликристаллов; мм

Содержание сцинтиллятора, об.

Известный по прототипу

102 а,Р.у

1 — 30

Предлагаемый пример I пример 2 пример 3 пример 4 пример 5

10 а,/З,y нейтроны

То же

0,01

0,10

1,00

1,00

105

1,00

105 пример 6

1,00

1;00 и име 7

Составитель B.Pûæèêîâ

Техред M,Mopreman Корректор А;Обручар

Редактор

Заказ 1967 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Пример 4. Аналогично примеру 1 получают сцинтилляционный материал, содержащий 90 об. CdSp,gg Тео.о1 с размером частиц 1,00 мм и 10 об. органической дисперсионной среды.

Пример 5. Аналогично примеру 1 получают сцинтилляционный материал, содержащий 50 об. % ZnSep,è Тео,оз с размером частиц 1,00 мм и 50 об. органической дисперсионной среды.

Пример 6. Аналогично примеру 1 получают сцинтилляционный материал, содержащий 50 об. ZnSpgp $ео,во (AI, Ад) с размером частиц 1,00 мм и 50 об. органической дисперсионной среды.

Пример 7. Аналогично примеру 1 получают сцинтилляционный материал, содержащий 50 об. Znp,çî Cdp,7pS (AI, Ag) с размером частиц 1;00 мм и 50 об. органической дисперсионной среды.

В таблице приведены данные по сцинтилляционным свойствам, а также по радиационной устойчивости предлагаемого материала для различных его составов в сравнении с аналогичными характериСтиками материала-npoTotvna.

5 Таким образом, приведенные данные показывают, что предложенный сцинтилляционный материал обеспечивает расширение вида регистрируемого излучения за счет регистрации нейтронов, а также значительное повышение радиационной стойкости по сравнению с материалом-прототипом.

Технико-экономическая эффективность данного изобретения определяется дополнительной возможностью регистрации с помощью предложенного сцинтилляционного материала нейтронного излучения, а также высокой его радиационной стойкостью, что делает его перспективным для использования в качестве детектора ионизирующих из лучений..