Способ изготовления тонкопленочных детекторов ядерных излучений на основе активированных щелочногалоидных сцинтилляторов

Способ изготовления тонкопленочных детекторов ядерных излучений на основе активированных щелочногалоидных сцинтилляторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ (11) 587427 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

2 (22) Заявлено 22,07.76 (21)2387478/18-25 (51) М. Кл. (01 Т 1/20 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный квинтет

Совета Мнннстроа СССР во делам нэобретеннй н открытнй (43) Опубликовано 05.01.78.Бюллетень № 1 (53) УДК 621,384.424 (088.8) (45) Дата опубликования описания 16.01.78 (72) Авторы изобретения

Г. П. Скребцов и Т. Сартбаев

Ордена Ленина физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ jjETEKTOPOB

ЯДЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА ОСНОВЕ АКТИВИРОВАННЫХ

ЩЕЛОЧ НОГАЛОИДНЫХ СШ1ХТИЛЛЯТОРОВ

Изобретение относится к способам изготовпения сцинтипяционных детекторов ядерных излучений.

В последние годы расширяется применение тонкопленочных детекторов на основе активированных шепочногалоидных сцинтипляторов, в частности дпя пяэпеления частиц, а также для регистрации рентгеновских квантов на фоне гаммапучей и заряженных частиц. 10

Известный способ изготовления детекторов ядерных излучений fl) заключается в термическом испарении сцинтиппируюшего материала на кварцевые, стеклянные ипи пластмассовые подпожки, нагретые до опре- 15 деленной температуры.

Известен также способ изготовления 12) пленок Са 3 (T3) диффузией таппия из паровой фазы в пленку СВ3, выращенную при температуре подложки T>, намного превы- 20 шаюшей температуру, при которой можно получить пленку СаЗ Г1) термическим испарением. Изготовпенные таким способом пленки отличаются хорошей воспроизводимостыо и имеют высокий световыход -и хорошее разре« шение по апьфа-частицам. Однако этот способ технологически сложен и трудоемок.

Известне способ (1, согласно которому напыление пленок СНЗ(Тс) производится в некоторой оптимальной обпасти температур Т, Однако приводимые значения световыхода отличаются ппохой воспроизводимостью, и поэтому способ менее надежен.

Ближайшим к предложенному| явпяется способ изготовления тонкопленочных детекторов ядерных изпучений на основе активированных щелочногапоидиых сцинтиппяторов путем термического испарения навески м териапа сцинтилятора w осаждения его в виде пленки на подложку, поддерживаемую при оптимапьиойаля данного сцинтилятора темперагуре .3„ . Световыход пленок, попучаемых при оптимальной оказывается близким к световыходу массивного кристаппа, причем воспроизводимость их характеристик (световыхода и разрешения) пучше чем у пленок, получаемых способом (1).

Изготовпение тонкопленочных детекторо. путем напыпения их на подпожки, поддерживаемые при оптимальной температуре, поз587427

Пленка Csg (Т2 ), напыленная на

ХарактерисМассивный полученная диффузией Тс. нз паровой факристалл

Сед (ТЕ) полученная тика кварцевую подо ложку при 200 С (прототип) предложенным

1,35

1,35

1,0

0,9

7% воляет получить мелкокристаллическую структуру пленок, что уменьшает эффективность преобразования радиоактивного излучения в свет, а также увеличивается поглощение света в пленке и приводит, следовательно, к уменьшению световыхода и раз« решения.

Бель изобретения — увеличение световыхода и разрешающей способности детекторов.

Согласно изобретению, указанная цель 1о достигается использованием в качестве материала подложки кристалла, близкого до г постоянной решетки к материалу пленки и обладающего плоскостями спайности, по которым кристалл скалывают. На поверхность 15 скола, служащую подложкой, осаждают, причем при осаждении подложку поддерживают при оптимальной для данного материала пленки температуре.

Способ поясняется чертежом.

В лодочку 1, нагреваемую пропусканием электрического тока, помещают испаряемую навеску 2 материала (4ктивированного щелочногалоидного сцинтиллятора). Пары материа» 25 ла осаждаются на подложке, образуя пленку

4. Температуру подложки устанавливают нагревателем 5. В качестве подложки используют сколотую пластинку кристалла, близкого до постоянной решетки к данному сцинтилля- ЗО торуе

Как видно из сравнении данных, пленки, полученные предложенным способом, не уступает по световыходу "диффузионным" и превосходят выбранные в качестве прототипа. Что же касается разрешения Я . пленок, изготовленных предложенным способом (7%), то оно лучше, чем у пленки-прототипа (12%) у диффузиощиой (9%), и равно разрешению массивного кристалла.

Ф о о м у л а и э о б р е т е н и и

Способ изготовления тонкопленочных де60 текторов ядерных излучений на основе актиДля изготовления тонкопленочного детектора на основе э3 (Т3) наиболее подходящим материалом подложки является фтористый литий, поскольку до постоянной решетки кристалл LiF(O = 4 o 4 ) близок к кристаллу СйЛ (а=4,5667 ). Кроме того, l.iF прозрачен в ультрафиолетовой области, куда простирается спектр высвечивания Cs У(И)Кристаллы Ьi F обладают плоскостями спайности, по которым они могут быть расколоты.

Иэ кристалла Li F изготавливают скалыванием до плоскостям спайности пластинку толщиной 1 мм, которуй используют в качестве подложки. В лодочку помешают

СЫ1(Т6), вырезанную из заводсткого кристалла. Установку откачивают до вакуума

-т

10 мм рт. ст., подложку нагревают до б

Тд 200 С (эту температуру поддерживают на всем протяжении налыления), лодочку нагревают до соответствующей температуры и производят осаждение Cs3 (TE) на подложку.

В таблице проводится сравнение пленок Cs 3 (ТЯ.,), полученных предложенным способом и другими способами $3) и (2), по их световыходу 4< отношению к альфа-частицам и разрешению% при энергии альфа-частиц Т, 5,5 МэВ. 3a единицу", световыхода Ь принят световыход массив1 ного кристалла С Э(ТР).

Пленка С63 (ТР), Пленка Cs 3 (ТЕ), способом зы в пленку CsJ вированных шелочногалоидных cItMHTHJlnaòîров путем термического испарения навес ки материала сцинтилпятора и осаждения ее в виде пленки на подложку, поддерживаемую при оптимальной для данного сцинтиллято- . ра температуре, о т л я ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения световыхода и улучшения разрешающей способности детекторов, в качестве материала подложки используют кристалл, близкий до постоянной решетки к данному сцинтиллятору и обладающий плоскостями спайности, произ

587427

Составитель В. Макаров

Редактор Т. Орловская Техред А. 5m даи

Корректор Н. Kosanesa Заказ 128/35 Тираж Ф Подл исное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент r. Ужгород. ул. Проектная, 4 водят скол по плоскости спайности, и осаждение пленки осуществляют на поверхности

cKo JI G этого кристалла

Источники информапии, принятые во вни- g мание при экспертизе

1. Монокристаллы и техника, вып.1 (10), Харьков, с.80.

2. Предринт ФТИ АН СССР l4 479, 1974, с.13.

3. Предпринт ФТИ АН СССР Ph 479, 1974, с.11