ЖИДКИЙ СЦИНТИЛЛЯТОР ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ γ -КВАНТОВ Российский патент 1997 года по МПК G01T1/204 

Изобретение относится к области ядерной физики и может быть использовано в атомной технике и промышленности, биофизике и медицине, физике космических лучей, в частности для создания высокоэффективных спектрометров γ - излучений больших объемов.

Для эффективной регистрации g излучений используются жидкие сцинтилляторы, содержащие нуклиды с высоким атомным номером, например Pb (свинец), Sn(олово) и др.

Известны сцинтилляторы на основе ксилола, содержащие свинец или олово, нафталин и POPOP [1]
Недостатками таких сцинтилляторов является высокая стоимость, токсичность, невысокая температура вспышки насыщенных паров, что увеличивает капитальные и эксплуатационные расходы при создании больших сцинтилляционных спектрометров g квантов.

Наиболее близок по характеристикам к заявляемому сцинтиллятору является сцинтиллятор [2] принятый в качестве прототипа, состава:
Ксилол 1 л
Нафталин 200 г/л
POPOP 0,1 г/л
Pb 5,0 мас.

Недостатками такого сцинтиллятора является малая прозрачность, низкая температура вспышки (K+10^oC) насыщенных паров, что затрудняет его использование в детекторах больших размеров из-за высокой пожароопасности, а также высокая токсичность, вызванная использованием органических соединений свинца.

Задачей изобретения является повышение прозрачности, снижение пожароопасности и уменьшение токсичности сцинтиллятора.

Указанная задача решается тем, что в качестве основы сцинтиллятора используется очищенный атмосферный соляр с температурой вспышки насыщенных паров более +120C, в котором растворены PPo и POPOP, а в качестве соединения висмута используется соединение висмута ((C₆H₅)₃Bi), имеющее более высокий атомный номер и соединения которого менее токсичны, чем свинца и хорошо растворимы в атмосферном соляре.

Сцинтиллятор имеет следующий состав:
Атмосферный соляр 1 л
PPO 1-4 г/л
POPOP 0,01 г/л
Bi 5-20 мас.

При содержании висмута менее 5 мас. увеличивается радиационная длина пробега для g квантов, т.е. снижается эффективность регистрации, максимальное содержание висмута 20 мас. ограничивается растворимостью его соединения в основе.

Пример приготовления сцинтиллятора. В качестве основы сцинтиллятора берут очищенный атмосферный соляр с температурой насыщенных паров более 120^oC. Атмосферный соляр это нефтяная фракция углеводородов, выкипающая в пределах 250-330^oC и получаемая при перегонке нефти под атмосферным давлением.

Для использования этой нефтяной фракции в качестве основы жидкого сцинтиллятора для регистрации g квантов, она подвергается гидроочистке и гидрированию.

Пример 1. Состав сцинтиллятора: атмосферный соляр 1 л; PPO 2 г/л; POPOP 0,01 г/л; (C₆H₅)₃Bi 40 мас. Сцинтиллятор такого состава имеет прозрачность (на длине волны420 нм) более 10 м и радиационную длину пробега для g квантов 0,1 МЭВ-2 МЭВ около 15 см, относительную сцинтилляционную эффективность 60% (от сцинтилляционной эффективности эталлоного сцинтиллятора состава: толуол 1 л; PPO 4 г/л; POPOP 0,01 г/л;
Использование настоящего изобретения позволяет создать высокоэффективные спектрометры g квантов больших объемов с повышенной пожаробезопасностью.

Повышение пожаробезопасности позволяет использовать жидкий сцинтиллятор для регистрации g квантов в детекторах больших размеров.

Использование: в атомной технике и промышленности, биофизике и медицине, физике космических лучей, в частности для создания высокоэффективных спектрометров g - излучения больших объемов. Сущность изобретения: повышение прозрачности, снижение пожароопасности и уменьшение токсичности сцинциллятора достигается за счет использования в качестве основы сцинциллятора атмосферного соляра соединений свинца на соединения висмута.

Жидкий сцинтиллятор для регистрации γ-квантов, содержащий основу сцинтиллятора, активатор, смеситель спектра РОРОР и соединение нуклида с высоким атомным номером, отличающийся тем, что в качестве основы использован очищенный атмосферный соляр с температурой вспышки насыщенных паров выше 120^oС, в качестве активатора использован РРО, а в качестве соединения нуклида с высоким атомным номером использовано малотоксичное соединение висмута (C₆H₅)₃Bi при следующем соотношении комплнентов:
Атмосферный соляр 1 л
РРО 4 г/л
РОРОР 0,01 г/л
(С₆H₅)₃Bi 1 20 мас.