СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ДЕТЕКТОР ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Советский патент 1995 года по МПК G01T1/20 

Описание патента на изобретение SU1835935A1

Изобретение относится к технологии изготовления сцинтилляционных детекторов, предназначенных для регистрации ионизирующих излучений при наличии фонового излучения.

Целью изобретения является увеличение светового выхода детекторов.

Цель достигается тем, что в сцинтилляционном детекторе ионизирующих излучений, содержащем прозрачную твердую подложку с нанесенной на нее пленкой из органического молекулярного вещества, в качестве органического молекулярного вещества использован паратерфенил, содержащий 1,4-дифенилбутадиен-1,3 при следующем соотношении компонентов, мол.

1,4-Дифенилбутадиен-1,3 10-4-10-1
Паратерфенил Остальное
В способе получения сцинтилляционного детектора ионизирующих излучений на основе сцинтилляционного материала, включающем термическое испарение в вакууме органических сцинтилляторов на подложку, в качестве сцинтилляционного материала используют паратерфенил, который смешивают с 1,4-дифенилбутадиеном-1,3 при следующем соотношении компонентов, мас.

1,4-Дифенилбутадиен-1,3 10-4-10-1
Паратерфенил Остальное затем осаждают его в вакууме 1,3˙10-2 6,6·10-3 Па при температуре испарителя 353-363 К на подложку с температурой 313-323 К.

Экспериментально подобранная концентрация активатора в паратерфениле 10-4 10-1 мол. является оптимальной для детекторов на основе поликристаллических пленок паратерфенила. Увеличение концентрации активатора больше 10-1 мол. приводит к полимеризации дифенилбутадиена в расплаве и, как следствие, к ухудшению светового выхода детектора.

Уменьшение концентрации активатора (меньше 10-4 мол.) приводит к спаду конверсионной эффективности сцинтилляционного материала, что вызывает снижение светового выхода детектора на его основе.

Степень вакуума 1,3˙10-2 6,6˙10-3 Па обеспечивает необходимый механизм испарения и получения осажденного слоя с высокими сцинтилляционными характеристиками. Более низкое значение степени вакуума (меньше 1,3˙10-2 Па) приводит к ухудшению чистоты осаждаемого слоя, появлению дополнительных примесей, а это ухудшает световой выход детектора. Использование степени вакуума выше 6,6 х 10-3 Па нецелесообразно в связи с тем, что проведение процесса осаждения при более высоком вакууме не приводит к увеличению светового выхода.

Прогрев подложки до 313-323 К обеспечивает равномерность светового выхода осажденного слоя и улучшение адгезии этого слоя и подложки. Температура ниже 313 К не обеспечивает необходимого механизма пленки роста паратерфенила из-за недостаточной диффузии осажденных частиц, что приводит к неравномерности светового выхода. Низкая температура подложки не обеспечивает также необходимую адгезию пленки и подложки. Температура более 323 К приводит к переиспарению паратерфенила с подложки и нарушению процесса осаждения.

Используемая температура испарителя 353-363 К является оптимальной для испаряемого сырья с учетом других физико-технологических параметров напыления. Температура испарителя ниже 353 К не обеспечивает необходимую скорость испарения и механизм роста пленок для получения пленок с требуемым световым выходом. Температура испарителя выше 363 К приводи к взрывному характеру испарения, к разбрасыванию из испарителя, в виде лодочки, сырья и его нерациональному использованию.

Заявляемый способ включает следующие операции. Подготавливают сырье. Помещают сырье в испаритель. Производят откачку вакуумной системы. Прогревают подложку. Осуществляют нагрев испарителя. Производят осаждение пленки на подложку.

П р и м е р. Было изготовлено два детектора по техническому решению, соответствующему аналогу, для чего на прогретую до 323 К подложку в виде диска из стекла К-8 осаждался в вакууме 2,6˙101 Па стильбен при температуре испарителя 403 К. Размеры детекторов: диск из стекла диаметром 20 мм, толщиной 2 мм, пленка стильбена диаметром 15 мм, толщиной 10-15 мкм.

Таких же размеров изготовлены три детектора по способу, соответствующему прототипу и предлагаемому решению.

В соответствии с техническим решением по прототипу на подложку при температуре 300 К в вакууме 6,6˙10-4 Па наносится сцинтиллятор антрацен.

По предлагаемому решению проведено:
а) исследование зависимости светового выхода от температуры подложки-световода при концентрации активатора 10-2 мол. в вакууме 3˙10-3 Па, при температуре испарителя 360 К (фиг.1а);
б) исследование зависимости светового выхода от температуры испарителя при концентрации активатора 10-2 мол. в вакууме 3˙10-3 Па, при температуре подложки 320 К (фиг.1б);
в) исследование зависимости светового выхода от концентрации активатора при получении пленок в вакууме 3˙10-3 Па, при температуре испарителя 360 К и температуре подложки 320 К (фиг.2);
г) исследование зависимости светового выхода пленок паратерфенила от степени вакуума при концентрации активатора 10-2 мол. при температуре подложки 320 К и при температуре испарителя 360 К (фиг.3).

Исследования показали, что оптимальными являются следующие физико-технологические параметры:
температура подложки 313-323 К;
температура испарителя 353-363 К;
концентрация активатора 10-4 10-1 мол.

степень вакуума 1,3˙10-2 6,6˙10-3 Па.

В таблице приведены значения светового выхода для образцов, полученных при использовании технического решения, соответствующего аналогу, прототипу и предлагаемому.

Световой выход детекторов, изготовленных в соответствии с аналогом, прототипом и по предлагаемому способу, определялся при возбуждении сцинтилляций конверсионными электронами энергией 18 кэВ. Измерения производились в соответствии с ГОСТ 17039.0-79 ГОСТ 17039.7-79.

Таким образом, предлагаемое решение по сравнению с аналогом обеспечивает увеличение светового выхода в среднем на 166% по сравнению с прототипом на 116%

Похожие патенты SU1835935A1

название год авторы номер документа
ПЛАСТМАССОВЫЙ СЦИНТИЛЛЯТОР 1990
  • Мордсон М.Г.
  • Рыжих О.Н.
  • Сенчишин В.Г.
  • Власов В.Г.
RU1722158C
ПЛЕНОЧНЫЙ ПЛАСТМАССОВЫЙ СЦИНТИЛЛЯТОР 1999
  • Сурин Н.М.
  • Некрасов В.В.
  • Кузнецов А.А.
  • Гасанов Д.Р.
  • Дейнеко А.О.
  • Еремеев А.П.
  • Пермяков А.А.
  • Рыжакова Н.В.
RU2150128C1
СПОСОБ ОТБОРА ПАРАТЕРФЕНИЛА ДЛЯ ПЛАСТМАССОВЫХ СЦИНТИЛЛЯТОРОВ 1990
  • Сенчишин Виталий Георгиевич[Ua]
  • Будаковский Сергей Валентинович[Ua]
  • Корнеева Ольга Глебовна[Ua]
  • Реброва Марина Валентиновна[Ua]
RU2025716C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ ДЕТЕКТОРОВ НА ОСНОВЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ ПАРАТЕРФЕНИЛА 1990
  • Сотников В.Т.
  • Андрющенко Л.А.
  • Гершун А.С.
  • Будаковский С.В.
  • Грицан В.А.
SU1715068A1
ПЛАСТМАССОВЫЙ СЦИНТИЛЛЯТОР 1983
  • Коба В.С.
  • Шершуков В.М.
  • Красовицкий Б.М.
  • Гундер О.А.
SU1139270A1
Детектор ионизирующих излучений 2019
  • Минин Игорь Владиленович
  • Минин Олег Владиленович
RU2711241C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОЗРАЧНОЙ КЕРАМИКИ 2012
  • Родный Петр Александрович
  • Черненко Кирилл Александрович
  • Гаин Станислав Дмитриевич
  • Климова Ольга Геннадьевна
  • Симас Рачкаускас
  • Альберт Насибулин
RU2494997C1
СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЕ СОСТАВЫ И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ ПРОЦЕССЫ И ИЗДЕЛИЯ 2006
  • Сривастава Алок Мани
  • Даклос Стивен Джуд
  • Кларк Лукас Лемар
  • Команзо Холли Энн
  • Дэн Цюнь
RU2407041C2
Способ изготовления пластмассовых сцинтилляторов на основе полистирольных гранул 2015
  • Горин Александр Милославович
  • Медынский Михаил Вячеславович
  • Рыкалин Владимир Иванович
  • Бреховских Валерий Валентинович
  • Волков Валерий Васильевич
  • Морозова Вера Владимировна
  • Чернецов Михаил Иванович
RU2607518C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЦИНТИЛЛЯЦИОННОЙ КЕРАМИКИ И СЦИНТИЛЛЯТОР 2010
  • Гарибин Евгений Андреевич
  • Гусев Павел Евгеньевич
  • Демиденко Алексей Александрович
  • Миронов Игорь Алексеевич
  • Смирнов Андрей Николаевич
  • Родный Петр Александрович
  • Селиверстов Дмитрий Михайлович
  • Гаин Станислав Дмитриевич
  • Кузнецов Сергей Викторович
  • Осико Вячеслав Васильевич
  • Федоров Павел Павлович
RU2436122C1

Иллюстрации к изобретению SU 1 835 935 A1

Реферат патента 1995 года СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ДЕТЕКТОР ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к сцинтилляционной технике и предназначено для производства детекторов и фосвич-детекторов ионизирующих излучений. Для улучшения светового выхода в способе получения сцинтилляционного детектора ионизирующих излучений на основе сцинтилляционного материала, включающем термическое испарение в вакууме органических сцинтилляторов на подложку, в качестве сцинтилляционного материала используют паратерфенил, который смешивает с 1,4-дифенилбутадиеном-1,3 при следующем соотношении компонентов, мол. % : 1,4-дифенилбутадиен- 1,3·10-4 - 10-1, паратерфенил - остальное, затем осаждают его в вакууме 1,3·10-2- 6,6·10-3 Па при температуре испарителя 353 - 363 К на подложку с температурой 313 - 323 К. 1 с.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Формула изобретения SU 1 835 935 A1

1. Сцинтилляционный детектор ионизирующих излучений, содержащий прозрачную твердую подложку с нанесенной на нее пленкой из сцинтилляционного материала на основе органического молекулярного вещества, отличающийся тем, что, с целью увеличения светового выхода, в качестве органического молекулярного вещества использован паратерфенил, содержащий 1,4-дифенилбутадиен-1,3 при следующем соотношении компонентов, мол.

1,4-Дифенилбутадиен-1,3 10-4 10-1
Паратерфенил Остальное
2. Способ получения сцинтилляционного детектора ионизирующих излучений, включающий термическое испарение в вакууме органических сцинтилляторов на подложку, отличающийся тем, что в качестве сцинтилляционного материала используют паратерфенил, который смешивают с 1,4-дифенилбутадиеном-1,3, затем осаждают его в вакууме 1,3·10-2 6,6·10-3 Па при температуре испарителя 353 363 К на подложку с температурой 313 323 К.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года SU1835935A1

Бондар В.В
и др
Влияние условий получения пленок антрацена на их низкотемпературную люминесценцию
- Украинский физический журнал
Шеститрубный элемент пароперегревателя в жаровых трубках 1918
  • Чусов С.М.
SU1977A1

SU 1 835 935 A1

Авторы

Выдай Ю.Т.

Загарий Л.Б.

Будаковский С.В.

Даты

1995-05-10Публикация

1991-02-15Подача