Пластмассовый сцинтиллятор

(191 (11) 3159 С 01 Т 1/203 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССР9 544290, кл. С. 01 Т 1/203, 1974.2 . Авторское свидетельство СССРР 510087, кл. С 01 Т 1/203, 1975.(54) (57) ПЛАСТМАССОВЫЙ СЦИНТИЛЛЯТОР, состоящий из полимерной основы и люминесцирующей добавки, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения ширины сцинтилляционного импульса при сохранении высокого светового выхода, в качествелюминес цирующей добавки применен 4, 4 - дибром, 2 , 5 , 5 -тетраметили-квинквифенил в сочетании с и-терфенилом или 2,5-дифенилоксадиазолом,3 4 при следующем соотношении ингредиентов, мас. 7:п-терфенил 3-4или 2,5-дифенилоксадиазол3 4У4-74 4 Дибро735085 1Изобретение относится к измеренинионизирующих излучений с помощьюсцинтилляционных детекторов с высоким временным разрешением.Известны пластмассовые сцинтилляторы, обладающие малой длительностьюсцинтилляционного импульса, в томчисле с длитепьностью оало 1 нс 11.Малая длительность импульса достигается за счет быстрого переносаэнергии возбуждения от полимернойосновы к излучающей свет добавкеи малой длительностью возбужденногосостояния молекул добавки (с). Вели.чина светового выхода сцинтиллятора (С) зависит от эффективности переноса энергии возбуждения к добавкеи от квантового выхода флуоресценциидобавки,Ближайшим к предлагаемому потехнической сущности и характеристикам является пластмассовый сцинтиллятор, состоящий из полимерной основы и люминесцирующей добавки, причемв качестве люминесцирующей добавкииспользован 4, 4в дибр, 5 , 2655-тетраметил-и-квинквифенил в количестве 3-4 Е от веса основы 21 .,Этотсцинтиллятор при высоте и диаметре 30 мм имеет длительность сцинтилляционного импульса по полувысоте 1,1 нс и световой выход С=(702 ат величины светового выходастандартнбго сцинтиллятора на основе полистирола с добавками п-терфенила и РОРОР),Длительность сцинтилляционногоимпульса указанного сцинтилляторасравнительно велика, что ограничива 40ет возможности его примененияв сцинтилляционных детекторах с высоким временным разрешением.Целью изобретения является уменьшение ширины сцинтиляционного импульса при сохранении высокого свето.45вого выхода.Поставленная цель достигается тем,что в качестве люминесцирующей добавки применен 4 , 4 -дибром", 2"э 5055 , 5 -тетраметил-и-квинквифенилфв сочетании с и-терфенилом или 2,5-дифенилоксадиазолом,3,4 при следующем соотношении ингредиентов,мас. 7.:Терфенил 3-4или 2,5-дифенилоксадиазол,3,4 4-74 , 4 -Дибром 52 , 5 , 5 -тетра 55метил-и-квинквифенил 2-5Полимерная основа Остальное4, 4 -Дибром, 5 ." 2 5, 5 -тетраметил-п-квинквифенил (Вг 2 Ме РЬ)имеет высокий квантовый выход светаи малое время жизни возбужденногосостояния молекул.Громежуточную люмине( пирующуюдоб.".вку вводят в состав сцинтиллятора для снижения времени переносаэнергии возбуждения от основы на,излучающую добавку. Она должна иметьдостаточную растворимость в исходноммономере, большой коэффициент поглощения света в области излучения основы и спектр испускания в областисильного поглощения излучающей добавки. Из выпускаемых отечественнойпромышленностью люминесцирующих соединений перечисленным условия удовлетворяет и-терфенил (РЬ) и 2,5-дифенилоксадиазол,3-4 (РРП), широ.ко использующиеся в сцинтилляционнойтехнике.Для определения оптимальных концентраций люминесцирующих добавокизготовляют сцинтилляторы на основеполистирола с разным содержаниемперечисленных соединений. Сцинтилляторы изготавляют способом термической полимеризации в герметическизакрытых сосудах с обратным холодильником, Стирол и сосуд освобождаютот кислорода длительной продувкойочищенным азотом. Принят следующийрежим полимеризации; 2 ч при 145 Сподъем температуры до 200 С за 1 ч,15 ч при 200 С. После этого полимеризат медленно охлаждают и подвергают механической обработке,Результаты измерения световоговыхода и длительности импульса (Гп)образцов диаметром 16 мм и высотой10 мм приведены в табл, 1."ьнс С,усл, ед. 0,94 0,26 0,82 0,26 0,76 0,26 3 0,72 0,28 0,72 0,27 0,76 0,28 0,74 0,29 0,71 0,29 0,71 0,29 0,97 0,28 1,0 0,87 0,29 0,82 0,28 0,27 0,62 0,65 0,31 0,81 2 0,32 0,72 0,29 0,72 0,26 50 Содеражние добавок, мас. Я РЬРРР Вг 2 Ме 4 РЬ Значение Г 0,85 нс можно получить при содержании промежуточной добавки 3 Е или более и содержании Вг 2 Ме 4 РЬ 5 27 С увеличением концентрации добавок п уменьшается.Оптимальное содержание промежуточной добавки составляет 47 для РЬ и 77 для РР 0, Предельное значение п при экстрополяции к высоким концентрациям промежуточной добавки получается равным 0,66-0,58 нс,Однако из-за ограниченной растворимости не удается получить достаточно однородного сцинтиллятора при содержании Вг 2 Ме 4, РЬ более 5 Е. Таким образом, содержание ингредиентов должно быть в следующих соотношениях, мас. Е:Терфенил . 3-4или 2,5-дифенилоксадиазол,3,4 4-74, 4-Дибром, 525, 5 -тетраметилп-квинквифенил 2-5Полимерная основа Остальное Для испытания предлагаемого сцинтиллятора большего объема быпи изготовлены образцы диаметром и высотой 25 мм, Результаты испытаний приведе-. ны в табл. 2,735085 Таблица 2 С р нс усл. ед. 0,25 0,84 0,80 0,24 0,82 0,23 0,84 0,26 0,24 0,79 0,24 0,77 0,25 0,81 0,78 0,25 0,24 0,78 0,78 0,27 4 0,71 0,23 0,74 0,22 Редактор О.Кузнецова Техред А.Ач Корректор О,Тигор Заказ 5488 Тираж 711 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5, РЬ РРР Вг 2 Ме 4 РЬ 5 Как видно из табл. 2, предлагаемый35 сцинтиллятор на основе полистирола имеет световой выход от 0,23 до 0,26 усл. ед. и длительность сцинтилляционного импульса на полувысоте от 0,74 до 0,84 нс. Малое время сцинтилляции при сравнительно высокомсветовом выходе существенно расширяетобласть возможного применения предлагаемого сцинтиллятора.