Элемент оптической связи сцинтилляционного детектора Советский патент 1993 года по МПК G01T1/202 

Изобретение относится к сцинтилляци- онным детектирующим устройствам и может найти широкое применение при конструировании и изготовлении приборов для регистрации ионизирующих излучений, особенно длинномерных и крупногабаритных детекторов.

Цель изобретения - сокращение технологического времени сборки детекторов при сохранении сцинтилляционных характеристик.

В сцинтилляционном детекторе в элементе оптической связи, расположенном между сцинтиллятором и выходным окном и выполненнсм из композиции на основе по- лиорганосилоксанового каучука и отвердителя, в качестве отвердителя использован гидридсилоксановый олигомер ОГС, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Отоердитель1,4-1,6

КаучукОстальное

Применение о качестве отвердителя гидридсилоксэнового олигомера ОГС позволяет сократить технологическое время сборки детектора за счет исключения при вулканизации элемента оптической связи выделения летучих продуктов и быстрого возрастания вязкоупругихсвойств композиции, что позволяет осуществлять следующую операцию сборки детектора не после полной вулканизации композиции (перехода в резиноподобное состояние), а с момента перехода композиции в гелеобразное состояние, не Ьолее чем через 2 ч, когда модуль сдвига более 5 КПа, а угол потерь более 30°, которые исключают возможность выдавливания клея из зоны оптического контакта.

Уменьшение содержания отвердитепя менее 1.4% приводит к снижению прочно w

Ё

О 00 СП

сти вулканизата и образованию дефектов в элементе оптической связи при воздействии повышенных механических и климатических нагрузок, снижению их сцинтилляци- онных параметров.

Увеличение содержания отвердителя более 1,6% приводит к снижению эластичности элемента оптической связи, снижению адгезии к поверхности щелочно-галоидных сцинтилляторов, образованию отклеек, приводящих к ухудшения сцинтилляционных характеристик.

На чертеже представлен предлагаемый сцинтилляционный детектор.

Сцинтилляционный детектор содержит корпус 1, выходное оптическое окно 2, монокристаллический сцинтиллятор 3, эле- мент4 оптической связи, порошкообразный отражатель 5, амортизирующий элемент 6, крышку 7.

Принцип работы сцинтилдяционного детектора основан на преобразовании проникающих через стенки 1, слой отражателя 5, амортизирующий элемент 6, крышку 7 в сцинтиллятор 3 квантов энергии ионизирующего излучения во вспышки видимого света, которые затем через элемент 4 оптической связи и прозрачное выходное окно 2 выводятся на фотоэлектронный умножитель, где, в свою очередь, вспышки видимого света преобразуются в импульсы электрического тока.

В табл.1 приведены результаты измерений сцинтилляционных детекторов на основе монокристаллов Na(TI), размерами 30 х 63 мм, изготовленных с элементом оптической связи из композиции на основе каучука, содержащего винильные группы и платину 0,19 106 г/а на 1 г полимера с различным содержанием отвердителя ОГС.

В табл.2 приведены результаты испытаний сцинтилляционных детекторов на основе монокристаллов Nal(TI) размерами 30 х х 63 мм, выполненных в соответствии с предлагаемым техническим решением и известным.

Как следует из табл.1, только при соотношении компонентов, соответствующем предлагаемым параметрам, обеспечивается достижение поставленной цели. Выход за граничные параметры приводит к образованию дефектов в оптическом контакте и снижению сцинтилляционных параметров детектора.

Пример. Предлагаемая конструкция детектора была проверена на детекторах со сцинтилляторами на основе монокристаллов Nal(TI) размерами 30 х 63 мм. Была изготовлена партия детекторов в количестве 6 шт.

В качестве элемента оптической связи использовалась клеевая композиция на основе полиорганосилоксанового каучука, содержащего 0,2 r/ат платины на 1 г полимера, а в качестве отвердителя - гидро- силоксановый олигомер ОГС при следую- щем соотношении компонентов, мас.%: Каучук98,5

Отвердитель1,5

Формирование светоотражающей оболочки из порошкообразного отражателя ок0

0

сида магния утрех детекторов производилось

через 24 ч после полной вулканизации каучука, а у трех через 2,0 ч после оптического сочленения сцинтиллятора с выходным окном детектора.

5 Была также изготовлена партия детекторов на основе монокристаллов Nal(TI) размерами 30 х 63 мм в количестве 6 шт. в соответствии с известным решением. Элемент оптической связи был выполнен из

0 композиции на основе полиорганосилоксанового каучука марки СКТН МЕД и отвердителя (катализатора № 68 ОСТ 38,03239-81) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

5 Каучук100

Отвердитель4

У трех детекторов формирование светоотражающей оболочки из порошкообразного отражателя проводилось после полной

вулканизации каучука и удаления летучих

продуктов, а у трех через 2,0 ч. Все изготовленные детекторы подвергались испытаниям:

климатическим - воздействию темпера5 туры +150°С в течение Зч. воздействию температуры - 60°С в течение 3 ч;

механическим - воздействию одиноч- . ных ударов с ускорением 200 д, многократных ударов с ускорением 15 д, вибрации в

0 диапазоне частот от 10 до 2000 Гц с ускорением 5 g в течение 24 ч.

Как видно из табл.2, все детекторы, изготовленные в соответствии с предлагаемым техническим решением, имеют

5 хорошие сцинтилляционные характеристики. Световой выход и энергетическое разрешение детекторов, у которых формирование свето- отражающей оболочки осуществлялось через 2,0 ч после оптического сочлене-,

0 ния сцинтиллятора с выходным окном, не ниже, чем у детекторов, формирование светоотражающей оболочки которых производилось через 24 ч. После испытаний сцинтилляционные характеристики детек5 торов практически не изменились.

Сцинтилляционные характеристики детекторов, изготовленных в соответствии с известным решением, у которых формирование светоотражающей оболочки осуществлялось через 2 ч после оптического

сочленения сцинтиллятора с выходным окном детектора, хуже, чем у детекторов, у которых формирование светоотражающей оболочки осуществлялось через 24 ч после оптического сочленения сцинтиллятора с выходным окном детектора. Световой выход таких детекторов ниже на 10%. в энергетическое разрешение хуже на 5,6%. После проведения испытаний световой выход этих детекторов ухудшается еще на 6,0%, а энергетическое разрешение - на 2%.

Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволяет сократить технологическое время сборки детекторов на 22 ч при сохранении высоких сцинтилляционных характеристик.

Формула изобретения Элемент оптической связи сцинтилля- ционного детектора, содержащий полиорга- носилоксановый каучук с винильными

группами, платиносодержащий катализатор и отвердитель, содержащий гидридси- локсановые звенья, отличающийся тем, что, с целью сокращения технологического времени сборки детекторов при сохра0 нении сцинтилляционных характеристик, в качестве отвердителя использован гидрид- силоксановый олигомер ОГС при следующем соотношении компонентов, мас.%: Отвердитель1.4-1,6

КаучукОстальное

Изобретение относится к сцинтилляци- онным приборам и,может быть использовано для изготовления длинномерных и крупногабаритных детекторов ионизирующих излучений Цель изобретения - сокращение технологического времени сборки при сохранении сцинтилляционных характеристик. Цель достигается использованием в качестве элемента оптической связи композиции на основе полиорганосилоксэнового каучука и отвердителя - гидридсилоксано- вого олигомера ОГС при содержании отвердителя 1,4-1,6 мас.%. Предлагаемое техническое решение позволяет сократить технологическое время сборки детекторов на 22 ч при сохранении высоких сцинтилляционных характеристик. 1 фиг , 2 табл

Т а б л и ц а 1

Таблица2