Сцинтилляционный материал

(56) Патент США гв 2559219, кл, 6 0опублик, 1951.Патент США 1 Ф 3960756, кл,б 0опублик. 1976.(54) (51 СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫй МАЛ. для детекторов ионизирующихний, состоящий иэ криссцинтиллятора и органической диспнойсреды,отличающийся тецелью расширения вида регистририонизирующего излучения при повего радиационной стойкости, он сод икристалл Ацвд с ра щем соотно кий, В.Б.Би 1 Т 1/20,1 Т 1/20,аствора20 - 90ая льно АТЕРИ- излучеталлов ерсионм,что,с уемого ышении ержит в чающийс нияАВ изи 1 л Тех, при х = х .= 10-10.0,1-0,9 и -0,9. Изобретение относится к тех нофоров, а именно к сцинтиляци териалам, используемым для ре различного вида ионизирующих в медицине. геологии и осмичес дованиях,Цель изобретения - расширен регистрируемого сцинтиляционны риалом ионизирующего излучения вышении его радиационной стойко Предлагается сцинтилляционн риалом, состоящий из кристаллов с лятора, в качестве которого он с поликоисталлы твердого раствора с ний А В из группы, включающей Тех при х - 10 -10, гпЗе 1 - х Тех 10-4 10-1 гп 51 х Яе,(А,Ад)прих и гп 1.х Сбх 8 (А 1,Ад) при х -0,1-0,9,ром 0,01-1,00 мм и органической динике люмионным магистрации излучений ких исслеем соотношени 20-80 е вида матери постал ьн ения состоит вматериал дляизлучений соягора поликридинений АцВфуказанном соие определяетсяй материал соиэ вышеописан. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ И сти.ый мате- цинтилодержит оединеСб 81-х при х -0,1-0,9 с разме- сперси(51)5 С 09 К 11/03 // 6 01 Т 1/2 качестве сцинтиллятора потвердого раствора соединенимерам 0,01 - 1,00 мм при следушении компонентов, об. ; Поликристаллы твердогосоединений А ВОрганическая дисперсиосреда 2, Материал поп. 1,отли я тем, что он содержит соедине группы, включающей Сб 31- х 10.5-10.2, гпэе 1. х Тех пРИ гп 81- х Яех (А 1, Ад) при х гп 1-, Сб,в(А 1, Ад) прих=0,1 нной среды при следуюомпонентав, об, :Поликристаллытвердого растворасоединений АВ"Органическаядисперсионнаясреда Отличие данного изобреттам, что сцинтинляционныйдетекторов ионизирующихдержит в качестве сцинтиллсталлы твердого раствора соес размером 0;01-1,00 мм приотношении компонентов.Дополнительное отличтем, что сцинтилляционныдержит соединения А"В"ной группы.Предложенный сцинтиляционный материал позволяет расширить вид регистрируемого ионизирующего излучения за счетувеличения эффективности регистрациинейтронов при повышении его радиационной стойкости примерно на три порядка посравнению с известным сцинтилляционнымматериалом.Выбор поликристаллов твердого раствора соединений А В указанного вышеи ч 1состава в качестве сцинтиллятора определяется тем, что они обладают высокой эффективностью преобразования энергииионизирующего излучения в световую приповышенной радиационной стойкости. Кроме того, высокая плотность этих соединенийи большой атомный номер входящих в ихсостав катионов обеспечивают хорошую эфФективность регистрации нейтронов,Концентрация активаторов - алюминияи серебра, обеспечивающих оптимальныелюминесцентные свойства материала, составляют 10 -10 мол, о,Использование поликристаллов твердого раствора соединений А В с размероми и0,01 - 1,00 мм обусловлено необходимостьюдостижения максимального светового выхода при воздействии ионизирующего излучения, При этом применение в составесцинтиляционного материала поликристаллов с размером менее 0,01 мм и более 1,00мм резко снижает световой выход.Пределы содержания поликристаллонтвердого раствора соединений А В випредложенном материале определяютсянеобходимостью обеспечения регистрациис помощью сцинтилляционного материаларазличных видов ионизирующего излучения с разными энергетическими характеристиками и связаны с видом используемых вкачестве сцинтиллятора соединений. Содержание поликристаллов в составе материала менее 20 об, 5 не обеспечиваетэффективной регистрации нейтронов, а содержание их более 90 об.значительнопонижает чувствительность его к мягкомуу-излучению,В качестве органической дисперсионной среды по данному изобретению используют любые прозрачные полимеры, необязательно обладающие сцинтилляционными свойствами, или сцинтилляционнуюпластмассу,Поликристаллы твердых растворов соединений А В из указанной выше группыполучают следующим образом.Смесь соединений АиВф, которая может также содержать соединения активатооов, помещают в кварцевую ампулу, имеющую два патрубка в противоположных торцах ампулы, Входной патрубокподсоединяют к камере с инертным газомили водородом, находящимся под давлением 1,05 атм. выходной патрубок имеет выходв водяной затвор, Инертный газ или водород заполняют обьем ампулы и выходят через выходной патрубок, очищая ампулу откислорода и азота, После продувки ампулупомещают в печь и, не прерывая тока инертного газа или водорода, подогревают да1000 - 1200 С, выдерживая при этой температуре в течение 20 - 100 ч, Затем ампулу,находящуюся в печи, охлаждают со скоростью 25 - 100 С/ч до комнатной температуры, При этом происходит дополнительнаяочистка сырья от неконтролируемых примесей, его рекристаллизация и образованиеполикристаллической спекшейся массы сразмерами поликристаллов 0,01 - 1,0 мм, Затем спек размельчают до образования зерен 0,01 - 1,00 мм, Для приготовления такогопорошка пригоден также бой монокристаллов твердого раствора соединений АиВ,выращенных из расплава.Для получения сцинтилляционного материала порошок, полученный измельчениЗО ем поликристаллического спека илимоиокристаллов соединений А В, погруи Чжают в полимер или сцинтилляционнуюпластмассу и выдерживают до завершенияполимеризации, Затем пластина сцинтилЗ 5 ляционного материала, форма которого соответствует форме кюветы, подвергаетсямеханической обработке,П р и м е р 1, Смешивают 20 об. о поликристаллов твердого раствора СоЯосю Теоо 1 с40 размером 0,01 мм и 80 об.органическойдисперсионной среды - эластосила, Приготовленную смесь подвергают низкотемпературной полимериэации в течение 10 ч.Далее исследует эффективность регистрации полученного сцинтилляционного материала различных видов ионизирующегоизлучения и его радиационную стойкость,определяемую максимально допустимой дозой облучения,П р и м е р 2. Аналогично примеру 1получают сцинтилляционный материал, содержащая 20 об. 7; Сг 15 о,а Тео,о 1 с размером частиц 0,10 мм и 80 об. 7 органическойдисперсионной среды,П р и м е р 3, Аналогично примеру 1получают сцинтилляцианный материал, содержащий 20 об, ф, поликристаллов СоЯо,д 9 Тео,о 1с размером частиц 1,00 мм и 80 об,органической дисперсионной среды,1075726 Максимально допустимая доза обл чения, а Вид регистрируемого изл ченияСцинтилляционный материал Размер поликристаллов, мм Содержание сцинтиллятора,об. ф20 0,01 10 0,10 1,00 Ъ90 1,00 105 105 50 1,00 105 пример 6 1,00 Н 1;00 и име 7 Составитель В,РыжиковТехред М,Моргентал Корректор А;Обручар Редактор Заказ 1967 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 П р и м е р 4. Аналогично примеру 1 получают сцинтилляционный материал, содержащий 90 об. % СОЯо,оя Тео.о 1 с размером частиц 1,00 мм и 10 об % органической дисперсионной среды,П р и м е р 5. Аналогично примеру 1 получают сцинтилляционный материал, содержащий 50 об. % ЕпЯео,и Тео,оз с размером частиц 1,00 мм и 50 об. % органической дисперсионной среды.П р и м е р 6. Аналогично примеру 1 получают сцинтилляционный материал, содержащий 50 об. % Елово,2 о Яео,во (А 1, Ад) с размером частиц 1,00 мм и 50 об. % органической дисперсионной среды,П р и м е р 7, Аналогично примеру 1 получают сцинтилляционный материал, содержащий 50 об. % Епо,зо Сбо,тоЯ (А 1, Ад) с размером частиц 1;00 мм и 50 об, % органической дисперсионной среды.В таблице приведены данные по сцинтилляционным свойствам, а также по радиационной устойчивости предлагаемого материала для различных его составов в сравнении с аналогичными характериСтиками материала-прототипа.5 Таким образом, приведенные данныепоказывают, что предложенный сцинтилляционный материал обеспечивает расширение вида регистрируемого излучения за счет регистрации нейтронов, а также значительное повышение радиационной стойкости по сравнению с материалом-прототипом,Технико-экономическая эффективностьданного изобретения определяется дополнительной возможностью регистрации с помощью предложенного сцинтилляционного материала нейтронного излучения, а также высокой его радиационной стойкостью, что делает его перспективным для использования в качестве детектора ионизирующих из- лучений