ЖИДКИЙ СЦИНТИЛЛЯТОР ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ γ -КВАНТОВ Российский патент 1997 года по МПК G01T1/204 C09K11/00 

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-квантов (излучений) больших объемов.

Для эффективной регистрации g-излучений используются жидкие сцинтилляторы, содержащие нуклиды с высоким атомным номером, например, Pb (свинец), Sn (олово). Известны сцинтилляторы для регистрации g-излучений на основе ксилола, содержащие олово или свинец, нафталин и РОРОР [1] Недостатками таких сцинтилляторов является их высокая стоимость, токсичность, недостаточно высокая температура вспышки насыщенных паров, что увеличивает капитальные и эксплуатационные расходы при создании больших сцинтилляционных спектрометров.

Наиболее близко по характеристикам к заявленному сцинтиллятору является сцинтиллятор [2] принятый в качестве прототипа с составом:
Ксилол, л 1
Нафталин, г/л 200
РОРОР, г/л 0,1
Sn, 10
Недостатками такого сцинтиллятора является невысокая температура вспышки насыщенных паров (<+10^oC) из-за применения в качестве основы сцинтиллятора ксилола, его малая прозрачность из-за наличия в его составе нафталина и невысокое содержание нуклида (10% ). Первые два недостатка затрудняют его использование в больших детекторах из-за высокой пожароопасности и малой прозрачности, а третий затрудняет создавать спектрометры g-излучений достаточно высокой эффективности.

Поставленной задачей является повышение прозрачности, пожаробезопасности, уменьшение токсичности сцинтиллятора и увеличение содержания в нем олова.

Указанная задача решается тем, что в качестве основы сцинтиллятора используется очищенный атмосферный соляр высокой прозрачности с температурой вспышки паров более +120^o, в котором растворены РРО и РОРОР, а олово содержится в виде хорошо растворимого в соляре малотоксичного соединения Sn(C₂H₅)₄.

Предлагаемый сцинтиллятор преимущественно имеет следующее соотношение компонентов:
Атмосферный соляр, л 1
РРО, г/л 1-4
РОРОР, г/л 0,01
Sn(C₂H₅)₄, мас. 20-84
Состав такого сцинтиллятора отличается тем, что основу сцинтиллятора - ксилол заменяют на атмосферный соляр, а количество олова увеличено до 42% за счет применения хорошо растворимого соединения олова Sn(C₂H₅)₄.

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. Состав сцинтиллятора:
Атмосферный соляр, л 1
РРО, г/л 2
РОРОР, г/л 0,01
Sn(C₂H₅)₄, мас. 40
Сцинтиллятор такого состава имеет прозрачность на длине волны l 420 нм более 10 м, относительную эффективность 60% от эффективности эталонного сцинтиллятора состава:
Толуол, л 1
РРО, г/л 4
РОРОР, г/л 0,1
и радиационную длину пробега g-кванта с энергией 0,1-2 МэВ 18 см.

Использование настоящего сцинтиллятора позволяет обеспечить увеличение эффективности длины пробега для g-квантов за счет повышения прозрачности и пожаробезопасности.

Повышение пожаробезопасности позволяет использовать жидкий сцинтиллятор для регистрации g-квантов с энергией 0,1-2 МэВ 18 см в детекторах больших размеров.

Использование: в области ядерной физики, в атомной технике и промышленности, биофизике и медицине, физике космических лучей, в частности для создания высокоэффективных спектрометровгамма-квантов больших объемов. Сущность изобретения: жидкий сцинтиллятор содержит активатор РРО, сместитель спектра РОРОР, основу - очищенный атмосферный соляр с температурой вспышки насыщенных паров выше +120^oC и соединение олова - малотоксичное соединение Sn(C₂H₅)₄ при следующем соотношении компонентов: атмосферный соляр - 1л, РРО - 1-4 г/л, РОРОР - 0,01 г/л, Sn(C₂H₅)₄ - 20-84 мас.%. 1 з.п. ф-лы.

1. Жидкий сцинтиллятор для регистрации γ -квантов, содержащий смеситель спектра РОРОР, основу сцинтиллятора, активатор и соединение олова, отличающийся тем, что он содержит в качестве активатора РРО, а качестве основы очищенный атмосферный соляр с температурой вспышки насыщенных паров выше 120^oС, а в качестве соединения олова малотоксичное соединение Sn(C₂H₅)₄. 2. Сцинтиллятор по п.1, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем составе:
Атмосферный соляр 1 л
РРО 1 4 г/л
РОРОР 0,01 г/л
Sn(С₂Н₅)₄ 20 84 мас.