СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАСТМАССОВОГО СЦИНТИЛЛЯТОРА Советский патент 1994 года по МПК G01T1/203 

Изобретение относится к области разработки материалов для измерения ионизирующих излучений и может быть использовано при изготовлении пластмассовых сцинтилляционных детекторов на основе винилароматических полимеров, применяемых в экспериментальных и промышленных установках при детектировании β - и γ-излучений.

Целью изобретения является повышение светового выхода и прозрачности пластмассового сцинтиллятора (ПС).

Отличие предлагаемого решения от известного состоит в том, что приготовленный раствор люминесцирующих добавок в мономере перед полимеризацией подвергают микрофильтрации через фильтр с размером пор 0,05-1,0 мкм.

В качестве таких фильтров могут использоваться микрофильтры марок МФФ-1, 2, 3, 4. Фильтрацию раствора люминесцирующих добавок в мономере осуществляют через фильтр в приемник самотеком или под избыточным давлением до 1 атм.

Наиболее целесообразной технологически является скорость протока через фильтр 3-5 л/мин.

Способ осуществляется следующим образом. В исходную емкость помещают в необходимом количестве люминесцирующие добавки и добавляют винилароматический мономер до 100 мас. % . Полученный раствор пропускают через микрофильтр с размером пор 0,05-1,0 мкм. При этом скорость самотека 3-5 л/мин. Если скорость фильтрации падает, достаточно подать избыточное давление инертного газа (азота, аргона) в пределах 1 атм. Отфильтрованный раствор в металлической или стеклянной форме нагревают в полимеризаторе по известному способу до окончания процесса полимеризации. Из полученной заготовки вырезают образец ПС заданного размера и измеряют световой выход или (и) эффективную длину ослабления света сцинтилляции.

П р и м е р 1. Стандартный сцинтиллятор.

В емкость помещают 2% РТ, 0,1% РОРОР и остальное - стирол до 100% . Полученный раствор фильтруют в металлическую форму через матерчатый фильтр, состоящий из двух слоев бязи со скоростью 5 л/мин. Отфильтрованный раствор полимеризуют любым известным способом. Световой выход полученного образца длиной 20 мм, диаметром 40 мм равен 0,370 у. е. с. в.

П р и м е р 2. В емкость помещают 2% РТ, 0,1% РОРОР и остальное - стирол до 100% . Полученный раствор фильтруют в металлическую форму через фильтр с размером пор 0,05-0,15 мкм. Скорость самотека составляет 4 л/мин. Форму с отфильтрованным раствором нагревают в полимеризаторе до окончания процесса полимеризации. Из полученного блока вырезают образец ПС заданного размера.

Световой выход полученного образца длиной 20 мм, диаметром 40 мм равен 0,528 у. е. с. в. , что составляет увеличение светового выхода на 43% по сравнению с образцом, полученным по способу-прототипу.

П р и м е р 3. В емкость помещают 3% РРО и 0,07% РОРОР, остальное - стирол до 100% . Полученный раствор фильтруют через двойной слой бязи со скоростью 7 л/мин и полимеризуют. Световой выход полученного образца ПС длиной 40 мм, диаметром 20 мм равен 0,305 у. е. с. в.

П р и м е р 4. В емкость помещают 3% РРО и 0,07% РОРОР, остальное - стирол до 100% . Получен стирол до 100% . Полученный раствор фильтруют через микрофильтр с диаметром пор 0,15-0,3 мкм со скоростью 4 л/мин и полимеризуют. Световой выход полученного образца ПС 20х40 составляет 0,41 у. е. с. в. , что является увеличением светового выхода пор на 34% по сравнению с прототипом.

П р и м е р 5. В емкость помещают 2% РВД и 0,02% РОРОР, остальное - стирол до 100% . Полученный раствор фильтруют через двойной слой бязи со скоростью 5-6 л/мин, полимеризуют.

Световой выход образца 20х40 мм 0,398 у. е. с. в.

П р и м е р 6. В емкость помещают 2% РВД и 0,02 РОРОР, остальное - стирол до 100% . Полученный раствор фильтруют через микрофильтр с размером пор 0,3-0,5 мкм со скоростью 4 л/мин. Световой выход образца 20х40 мм 0,560 у. е. с. в. , что составляет увеличение светового выхода на 41% .

П р и м е р 7. В емкость помещают 2% РТ и 0,1% РОРОР, остальное стирол до 100% . Полученный раствор фильтруют через микрофильтр с размером пор 0,01-0,03 мкм со скоростью 0,08 л/мин и полимеризуют. Световой выход образца сцинтиллятора размером 20х40 мм 0,330 у. е. с. в. , что составляет увеличение светового выхода на 6% , т. е. выбор размеров пор фильтров не соответствует предлагаемому.

П р и м е р 8. (По прототипу). В емкость помещают 2% РТ и 0,1% РОРОР, остальное винилтолуол до 100% . Полученный раствор фильтруют через фильтр из двойного слоя бязи со скоростью 6,5 л/мин и полимеризуют при повышенной температуре.

Световой выход образца сцинтиллятора размером 20х40 мм 0,49 у. е. с. в.

П р и м е р 9. В емкость помещают 2% РТ и 0,1% РОРОР, остальное - винилтолуол до 100% . Полученный раствор фильтруют через микрофильтр с размером пор 0,6-1,0 мкм. Полимеризуют при повышенной температуре. Световой выход образца размером 20х40 мм 0,637 у. е. с. в. , что составляет увеличение светового выхода на 45% по сравнению с прототипом.

П р и м е р 10. В емкость помещают 2% РТ и 0,1% РОРОР, остальное - 2,4-диметилстирол до 100% . Полученный раствор фильтруют через фильтр из двойного слоя бязи со скоростью 3 л/мин, и полимеризуют при повышенной температуре. Световой выход образца сцинтиллятора размером 20х40 мм 0,439 у. е. с. в.

П р и м е р 11. В емкость помещают 2% РТ и 0,1% РОРОР, остальное - 2,4-диметилстирол до 100% . Полученный раствор фильтруют через микрофильтр 0,5-1,0 мкм, со скоростью 1,5 л/мин. Световой выход полученного образца размером 20х40 мм 0,583 у. е. с. в. , что составляет увеличение светового выхода на 32% по сравнению с прототипом.

П р и м е р 12. (По прототипу). В емкость помещают 1% РТ и 0,01% РОРОР, остальное - стирол до 100% . Полученный раствор фильтруют в алюминиевую ампулу через двойной фильтр из бязи со скоростью 5 л/мин, полимеризуют любым известным способом. Полученный образец размером 1450х200х200 мм имеет эффективную длину ослабления 120 см.

П р и м е р 13. В емкость помещают 1% РТ и 0,01% РОРОР, остальное - стирол до 100% . Полученный раствор фильтруют в алюминиевую ампулу через микрофильтр с размером пор 0,05-0,15 мкм со скоростью 4,5 л/мин, полимеризуют при повышенной температуре. Полученный образец размером 1450х200х200 мм имеет эффективную длину ослабления 285 см.

П р и м е р 14. В емкость помещают 1% РРО и 0,01% РОРОР, остальное - стирол до 100% . Раствор фильтруют в алюминиевую ампулу через фильтр из двойного слоя бязи со скоростью 5 мин и полимеризуют при повышенной температуре. Полученный образец размером 1450х200х200 мм имеет эффективную длину ослабления 100 см.

П р и м е р 15. В емкость помещают 1% РРО и 0,01% РОРОР, остальное - стирол до 100% . Полученный раствор фильтруют в алюминиевую ампулу через микрофильтр с диаметром пор 0,05-0,15 мкм со скоростью 4,5 л/мин, полимеризуют при повышенной температуре. Полученный сцинтиллятор размерами 1450х200х200 мм имеет эффективную длину ослабления света 208 см, что улучшает прозрачность по сравнению с прототипом в 2,1 раза.

П р и м е р 16. В емкость помещают 1% РРО и 0,01 РОРОР, остальное - стирол до 100% . Раствор фильтруют в алюминиевую ампулу через микрофильтр с диаметром пор 0,02-0,03 мкм со скоростью 0,05 л/мин и полимеризуют. Полученный сцинтиллятор размером 1450х200х200 мм имеет эффективную длину ослабления 105 см, т. е. практически улучшение эффективной длины обласления света отсутствует.

Из приведенных выше примеров видно, что предлагаемый способ получения ПС на основе полимеров винилароматического ряда позволяет существенно на 34-45% повысить световой выход и улучшить прозрачность в 1,5-2,1 раза, что приведет к повышению качества сцинтилляционных детекторов за счет увеличения чувствительности.

Следует отметить, что предлагаемый способ очистки исходного раствора люминесцирующих добавок может быть применен и в помещениях без применения специальных устройств для обеспыливания. (56) Монокристаллы, сцинтилляторы и органические люминофоры. Вып. 6, ч. 1, Черкассы, 1972, с. 96-103.

Лифиц А. Л. Производство пластмассовых сцинтилляторов. М. : НИИТЭХИМ, 1981.

Изобретение относится к сцинтилляционной технике измерения ионизирующих излучений и может быть использовано при изготовлении детекторов на основе пластмассовых сцинтилляторов. Целью изобретения является повышение световыхода и прозрачности сцинтиллятора. Цель достигается микрофильтрацией раствора люминесцирующих добавок в мономере перед полимеризацией через фильтр с размером пор 0,05 - 1,0 мкм. Световыход полученных сцинтилляторов повышается на 34 - 45% относительно сцинтиллятора, полученного известным путем, а прозрачность улучшается в 1,5 - 2,1 раза, что позволяет повысить эффективность регистрации и чувствительность детектора.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАСТМАССОВОГО СЦИНТИЛЛЯТОРА на основе винилового мономера блочной полимеризацией в массе, включающий приготовление раствора люминесцирующих добавок в соответствующем виниловом мономере, очистку полученного раствора через фильтр и последующую полимеризацию, отличающийся тем, что, с целью повышения светового выхода и прозрачности сцинтиллятора, приготовленный раствор люминесцирующих добавок в мономере перед полимеризацией подвергают микрофильтрации через фильтр с размером пор 0,05 - 1,0 мкм.