Способ определения показателя преломления сцинтилляционных кристаллов

Способ определения показателя преломления сцинтилляционных кристаллов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технической физике и предназначено для определения коэффициентов преломления сцинтилляционных кристаллов. Цель изобретения - упрощение способа определения. Способ заключается в том, что в качестве источника излучения используют источник γ - фотонов. Исследуемый сцинтилляционный образец устанавливают полированной поверхностью непосредственно на фотопленку, на которой получают негативное изображение вышедшего из образца излучения в виде круга, измеряют радиус полоученного круга и показатель преломления N определяют по формуле N=√R<SP POS="POST">2</SP>+L<SP POS="POST">2</SP>/R, где R - радиус круга, мм

L - расстояние от источника γ-излучения до фотопленки, мм. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

14 А1 (19) (11) (51)4 G 01 N 21 41 г(..пхни (Ъ:

E э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

sin (= —, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4259005/23-25 (22) 09.06.87 (46) 07.05.89. Бюл. ¹ 17 (71) Научно-производственное объединение "Монокристаллреактив" (72) Н,Г.Кравченко (53) 635.024 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1206652, кл. С 01 N 21/41, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 237451, кл, G 01 N 21/41, 1967. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПСКАЗАТЕЛЯ

ПРЕЛОМЛЕНИЯ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к технической физике и предназначено для

Изобретение относится к технической физике и предназначено для определения коэффициентов преломления сцинтилляционных кристаллов.

Целью изобретения является упрощение способа определения показателя преломления сцинтилляционных кристаллов.

На фиг.1 показана схема распространения излучения в плоскопараллельном сцинтилляционном кристалле; на фиг.2 — то же, в кристалле клиновидной формы.

Способ включает следующую последовательность операций, Исследуемый сцинтилляционный образец устанавливают непосредственно на фотопленку полированной поверхностью, а точечный источник т-излучения устанавливают над сцинтилляциопределения коэффициентов преломления сцинтилляционных кристаллов.

Цель изобретения — упрощение способа определения, Способ заключается в том, что в качестве источника излучения используют источник т-фотонов, исследуемый сцинтилляционный образец устанавливают полированной поверхностью непосредственно на фотопленку, на которой получают негативное изображение вышедшего из образца излучения в виде круга, измеряют радиус полученного круга и показатель преломления и определяют по формуле

n= r +1 iã,ãäå г — радиус круга, ии;

1 — расстояние от источника. -излу F чения до фотопленки, мм, 2 ил. онным образцом по его центру. Облучают сцинтилляционный образец г-излучением. При этом продольное излучение выходит из исследуемого сцинтилляционного кристалла с углом раскрытия, ограниченным углами о полного внутреннего отражения (ПВО) для данного образца. Следовательно, на фотопленке получим негативное изображение вьппедпего из образца света сцинтилляций.

Согласно закону преломления при выходе света из твердого тела на воздух где n — показатель преломления исследуемого образца.

Из геометрических построений, при веденных на фиг.1, следует, что

1478104

AB

sing=

A0 (2) где АВ=г — радиус круга излучения, вьппедшего из сцинтилляци5 онного кристалла, а

A0 = ЙР+ОВ (3) где ОВ=1 — расстояние от источника

Г-излучения дс фотопленки.

Таким образом, 1О

АО 6 +1

АВ г

Измерив величину радиуса r показатель преломления и образца определяют по формуле (4), 15

Измерения r и 1 могут быть выпол" иены штангенциркулем, при этом точ-4 ность определения и составляет 10

10-5

Кроме того, не требуется изготов- 20 ление специальных образцов, а необходимо лишь наличие одной полированной поверхности.

П р м е р. В качестве точечного источника Г-излучения используют т

Со с энергией излучения Е =120 кэВ, активностью 5 млКи с размером точки

0,4 мм или "Ат с энергией Е

=62 кэВ, активностью 25 млКи с размером точки 0,4 мм. Для обеспечения 30 безопасности .точечные источники заключают в свинцовый защитный кожухколлиматор, при этом поток т-.квантов направлен в сторону исследуемого о кристалла с раствором угла 75

Величина этого угла значительно .превосходит величину углов ПВО измеряемых сцинтилляционных кристаллов. Точечный источник -излучения устанавливают по центру исследуемого крис- 40 талла, который устанавливают полированной поверхностью непосредственно на фотопленку типа РФ-3.

Монокристалл СзЕ(Иа) в виде клина с углом 10 с полированным основа- 45 нием размером 70х45 .мм устанавливают на фотопленку. По центру клина,(его толщина в этом месте составляет

8,9 мм) и над ним устанавливают источник " Am, время облучения 40 с, расстояние от источника до фотопленки 1=9,9 мм, r=6,4 мм, n=1,8419..

Пример наглядно подтверждает тот факт, что свет сцинтилляций совпадает по направлению с излучением т-квантов, а наличие засветки вокруг кристаллов на фотолитографиях подтвержда" ет наличие перпендикулярного излучения (медлpнный компонент радиолюминесценции) .

Способ основан на явлении, заключающемся в том, что при облучении сцинтилляционных кристаллов источником Г-излучения свет сцинтилляций, возбуждаемый в кристалле, распространяется в двух направлениях. Для одного направления характерным является то, что возбужденные в кристалле фотоны радиолюминесценции (вторичное излучение) совпадают по направлению с излучением т-фотонов (первичное излучение). Таким образом, направление света сцинтилляции является продолжением направления распространения

1-фотона и представляет собой про дольное излучение по отношению к направлению г-фотона, Второе направление распространения света сцинтилляций перпендикулярно продольному и, как показали эксперименты, оно наблюдается только на длине поглощения Т-фотона, что подтверждено фотографическим методом.

Проведенные осциллографические исследования амплитуды и длительности импульсов радиолюминесценции показали, что на долю продольного излучения приходится около 80% интенсивности светового излучения, а на долю поперечного — около 207. При этом продольное излучение представляет собой

1 быстрый компонент, а поперечное— медленный компонент радиолюминесценции. Соотношение длительностей составляет около 1: 10.

Обнаруженное явление наличия продольного излучения обеспечивает возможность определения показателя преломления сцинтилляционных кристаллов впервые по их собственному сцинтилляционному излучению, Поэтому полученный круг на фотопленке, подложенной под исследуемый сцинтилляционный образец, является негативным изображением света сцинтилляций (продольное излучение), .выходящих из исследуемого кристалла. Конус угла раскрытия выходящего света, а следовательно, и радиус полученного круга ограничены углами ПВО для данного кристалла и, следовательно, однозначно определяют его показатель преломления.

Способ с фотографической регистрацией предельно прост по сравнению

1478104

Фиа. 2 с известными способами, Пля его реализации тре(уется только наличие у-источника и фотопленки. Способ не требует наладки и юстировки сложных оптических систем и временных затрат, с этим связанных> не тре(ует вспомогательной аппаратуры и энергозатрат и применым в любых условиях эксплуатации. Конечный результат (значение величины показателя преломления) не зависит от энергии источника т-излу" чения и от расстояния от т-источника до фотопленки.

Использование точечного источника т-излучения обеспечивает возможность выхода т-квантов в растворе угла о

".; 75 . Величина этого угла значительно превосходит величину углов ПВО измеряемых сцинтилляционных кристаллов (33 ). Кроме того, точечный ис-точник т-излучения обеспечивает возможность определения показателя преломления сцинтилляционных кристаллов по образцам малых размеров.

Фор мула из о рете ния

Способ определения показателя преломления сцинтилляционных кристаллов, включающий облучение исследуемого образца пучком излучения, фотографирование изчучения, вышедшего из об" разца, отличающийся тем, что> с целью упрощения, облучают

1р исследуемый образец, имеющий одну полированную поверхность, -излучением точечного источника с угловой расходимостью, превышающей угол полного внутреннего отражения этого образца, 15 а фотографируют вышедшее из образца излучение на фотопленку, установленную в контакте с полированной поверхностью образца, измеряют на полученном фотоснимке радиус r вышедшего из.

Zp образца излучения в виде круга и определяют показатель преломления и образца по формуле r2 +12

Г

25 где 1 — расстояние от источника тизлучения до фотопленки.