Способ изготовления сцинтилляционного детектора Советский патент 1993 года по МПК G01T1/202 

Изобретение относится к детектирующим устройствам для регистрации ионизирующих излучений и может найти широкое применение при изготовлении высокотемпературных сцинтилляционных детекторов,

Известен способ изготовления сцинтилляционного детектора, включающий обработку, установку щелочно-галоидного сцинтиллятора в контейнер, формирование светоотражающей оболочки, герметизацию. При этом производится технологическая сушка всех комплектующих деталей, узлов, оснастки, материалов в условиях замкнутого объема (герметичного бокса) путем применения сильного влагопоглотителя в течение не менее шестнадцати часов.

Указанный способ нашел широкое применение при сборке детекторов, работоспособных в широком интервале температур от -60°С до 140°С. Однако при работе на верхнем пределе температур и в области близких к нему температур происходит резкое

ухудшение сцинтилляционных параметров изделий, причем за очень короткие времена работы.

Известен способ изготовления сцинтилляционного детектора, выбранный в качестве прототипа, включающий установку сцинтиллятора в корпус контейнера, формирование светоотражающей оболочки, герметизацию в условиях инертной атмосферы, при этом в этих же условиях производят нагрев сцинтиллятора до температуры 330- 350°С, выдержку при указанной температуре 5-10 минут и последующее охлаждение.

В основу известного технического решения положен экспериментально установленный факт - максимальное очищение поверхности щелочно-галоидного ецинтил- лятора при установленной температуре. Однако указанный способ все же длителен по времени. Обычные скорости нагрева сцинтиллятора устанавливают от 2 град/мин для монокристалла (в зависимости от размера)

XI

00

о

ю

Јь

XI

о 5 град/мин для поликристалла, иначе кристалл может потрещать. Т.е. операция безвоживания поверхности, нагрев до 50°С кристалла занимает не менее 70 минут.

Цель изобретения - сокращение времени изготовления сцинтилляционного детекора без ухудшения его термопрочности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления сцинтилляционного етектора, включающем обработку и нагрев сцинтиллятора- выдержку и последующее охлаждение, установку сцинтиллятора в корпус контейнера, формирование светоот- ражающей оболочки, герметизацию, проведение указанных операций в условиях инертной атмосферы, согласно изобретению, нагрев сцинтиллятора производят до температуры 140-180°С, а время of окончания его обработки до начала нагрева не превышает 40-60 минут.

На чертеже показан с.ветовыход сцинтиллятора в зависимости от температуры нагрева.

Как было показано в прототипе, на поверхности гигроскопических ЩГК образуется гидролизная пленка, которая может быть удалена путем нагрева. При этом на характерных пиках термодесорбции, например восемнадцатой массы наблюдаются два максимума: первый при температурах 150°С, а второй - 350°С (см; фиг. 1).

Известно, что во время обработки при получении сцинтиллятора в настоящее время допускается взаимодействие с воздухом, либо остаточной влагой. Т.е. возникают условия, когда вода имеет возможность попасть на поверхность и в объемный приповерхностный слой кристалла.

В основу заявляемого способа положен экспериментально установленный факт - за время меньше 40-60 минут вода не проникает в приповерхностный слой и образует пленку только на поверхности, которая удаляется соответствующим прогревом (см. фиг.1, первый пик на кривой 1).

Таким образом возникает практическая возможность сократить времена сборки детектора, т.к. появление второго пика на кри- вых термодесорбции обусловлено временным интервалом (см. фиг.1).

Предлагаемый способ включает следующую последовательность операций:

- загрузка материалов в бокс;

- прогрев сцинтиллятора;

- охлаждение его;

- обработка поверхности сцинтилля- 5 тора;

-установка сцинтиллятора в контейнер;

- формирование светоотражающей оболочки;

- укрепление входного окна и герметизация.

На всех этапах, кроме двух последних, осуществляется контроль атмосферы, при прогреве и охлаждении - контроль температуры, на первых трех операциях - хрономет5 раж времени.

Проведены эксперименты по исследованию влияния предварительного прогрева сцинтиллятора на термопрочность детектора на основе поликристаллического

0 Na-l(TI) размером 018 х 160 мм. Время до начала прогрева 50 минут. Результаты экспериментов по прогреву детектора в течение 10 часов при температуре 220°С, у которого сцинтиллятор последовательно

5 обрабатывался, согласно предложенного способа, представлены в таблице 1.

Аналогичным образом исследовалось влияние времени до начала прогрева на термопрочность детектора при аналогич0 ных условиях экспериментов (табл.2). Температура прогрева сцинтиллятора 150°С.

В таблице 3 приведены результаты испытаний шести детекторов на основе Nal(T l) размерами 18 х 160мм, изготовлен5 ных, согласно предлагаемого способа в установке Терм-1 (№N° 1-3 табл.) и три штуки - после обработки. Выдержка составила соответственно Ns 4 - 120 мин., 180 мин., № 6-240 мин.

0

После прогрева детекторов в течение десяти часов при температуре 200-220°С их световыход составил: изготовленных согласно предлагаемого изобретения 5 без изменений; изготовленных вышеуказанных образцов (№ 4-6) - ухудшился необратимо.

. Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить время изготовления

0 термопрочного детектора, при этом его сцинтилляционные характеристики не ухудшаются.

Формула изобретения Способ изготовления сцимтилляцион- ного детектора, включающий/юлучение заготовки сцинтиллятора, его нагрев, выдержку и последующее охлаждение, установку сцинтиллятора в корпус контейнера, формирование светоотражающей оболочки, герметизацию, проведение указанных операций в условиях инертной атмосферы, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени изготовления сцин- тилляционного детектора без ухудшения его термопрочности, нагрев сцинтиллятора производят до 140-180°С. а время от получения заготовки сцинтиллятора до начала нагрева не превышает 60 мин.

Область использования: изобретение относится к детектирующим устройствам для регистрации ионизирующих излучений. Сущность: в способе изготовления сцинтилляционного детектора, включающем обработку и нагрев сцинтиллятора, выдержку и последующее охлаждение, установку сцинтиллятора в корпус контейнера, формирование светоотражающей оболочки, герметизацию, проведение указанных операций в условиях инертной атмосферы, согласно изобретению, нагрев сцинтиллятора производят до 140-180°С, а время от окончания его обработки до начала нагрева не превышает 40-60 мин. 1 ил., 3 табл.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

i

v

«о

100ZOO 300 i °C