Сцинтилляционный детектор

3 109 И 5ходного окна и сцинтиллятора у жестко":соединенных между собой, сцинтилля"тор приклеен к выходному окну опти"ческим клеем, отражателя типа окисимагния, которым заполнен зазор меж"ду сцинтиллятором и контейнером.Такая конструкция детектора с использованием оптического клея и эфФективного отражателя позволяет получить хорошие сцинтилляционные характеристики в нормальных условияхэксплуатации,Недостатком данной конструкцииявляется неустойчивость оптическогоконтакта между кристаллом и стекляннымвыходным окном к воздействиям климатических и механических нагрузокза счет жесткого сцепления стекла скордусом, из-эа колебания величины 20нагрузки в зоне оптического контак"та сцинтиллятора с выходным окном,что приводит к его нарушению, а сле"довательно, ухудшению сцинтилляционных характеристик, По этой причине эксплуатация таких детекторов вусловиях повышенных механических иклиматических нагрузок невозможна.Целью изобретения является сохранение устойчивости сцинтилляционных 30характеристик детектора после воз"действия механических и климатичес"ких нагрузок эа счет стабилизации оп"тического контакта.Указанная цель достиГается тем,что в сцинтилляционном детекторе,состоящем из контейнера, отражателя,выходного окна и сцинтиллятора, жестко соединенных между собой, контейнер снабжен оправой, жестко соединенной с выходным окном, и сцинтил"лятором с возможностью ее свободногоперемещения относительно контейнера,а также тем, что оправа соединена сконтейнером,телескопически. 45 На Фиг.1 представлен детектор, состоящий иэ контейнера 3, оправы 2 с вклеенным выходным окном 3, сцинтиллятора 1 приклеенного к выходно" му окну с помощью оптического клея 5. Другая сторона контейнера, противоположная выходному окну, закрыта крышкой 6, Зазор йежду сцинтиллято" ром и контейнером заполнен порошкообразнь 1 м отражетелем 7 типа окиси магния. Во избежание просыпки в зазор между оправой и контейнером установлено Фторопластовое кольцо 8. 4Принцип работы сцинтилляционногодетектора основан на превращенииквантов энергии ионизирующего излу"чения, проникающего в сцинтилляторчерез стенки контейнера и отражателя,во вспышки света, которые в зависимости от угла падения будут либо проходить непосредственно к выходномуокну, либо через многократное отра"жение. Вышедший через выходное окнодетектора свет собирается на фотокатодфотоэлектронного умножителя, На Фотокатоде свет превращается в Фотоэлектроны, которые затем проходят черездикодную систему и усиливаются, Ве"личина импульса электрического токапропорциональна энергии, выделеннойв сцинтилляторе ионизирующей частице(Фотоном),В реальных условиях эксплуатациина аппаратуре, в состав которой входит детектор, воздействуют как меха"нические, так температурные нагрузки.При повышении температуры вследст-.вие разных коэффициентов термичес"кого расширения контейнера 1 и сцинтиллятора 1 последний имеет возможность перемещаться относительно корпуса контейнера 1 в сторону окна 3,так как второй торец жестко опирается, через слой отражателяна крышку 6. При этом оправа 2 с выходнымокном 3 следует за сцинтиллятором 1.Силы трения, препятствующие перемеще"нию оправы относительно корпуса незначительны. Поэтому нагрузка на оптический контакт, равная сила тренияоправы относительно контейнера,также незначительна и оптический контакт не нарушается.При понижении температуры сцинтил- "лятор, плотно защемленный порошкообразным отражателем, увлекает за собой в корпусе оправу с выходным ок"ном. При приклейке сцинтиллятора к .выходному окну прочность клеевогошва значительно превыиает силы тре-.ния оправы о корпус. Поэтому оптический контакт не ухудшается. Кромеэтого, при установке детектора наФЗУ последний всегда поджат с помощью пружин, Усилий на разрыв практи"чески не возникает, т.е. выходное окно будет постоянно поджато к сцинтиллятору. Следовательно, при воздействии температурныхфакторов оптичес"кий контакт сцинтиллятора с выходнымокном будет стабильным и сцинтилляци"5 109 Монные характеристики детектора будутустойчивыми,При воздействии механических нагрузок (вибрация, удары, линейные нагрузки) вследствие незначительноймассы оправы с выходным окном относительно массы сцинтиллятора возника"ющие усилия в зоне приклейки выходного окна со сцинтиллятором также будут 1 Означительно меньше усилий, возникающих при воздействии механическихнагрузок на известный детектор, таккак при жестком цег,ьном корпусе усилия будут зависеть от массы сцинтил"лятора, которая значительно превышает массу оправы. Так для детекторана основе монокристалла цезия йодис"того, активироеанного натрием, раз"мером 30 к 160 мм масса сцинтиллято" 20ра составляет 506 г, а масса оправы10 г, т,е. при некачественном защемлении сцинтиллятора, цто наблюдается в реальных условиях, нагрузка наоптический контакт е 50 раз меньшенагрузки, чем в известной конструк"ции.Предлагаемая конструкция детектораособенно эффективна для сцинтилляторов с большим отношением длины к30диаметру, т.е, с большой удельнойнагрузкой на основе, и способствуетсохранению качественного оптического контакта сцинтиллятора с выход-.ным окном. А это позволяет обеспечить высокие сцинтилляционные характеристики детектора в широком интервале механических и климатицескихнагрузокГерметизацию подвижного соединения оправы относительно контейнерае зависимости от степени гигроскопичности материала сцинтиллятора можноосуществить различными методами.Варианты герметизации различных 4сцинтилляторов приведены на Фиг 2и фиг 3.На фиг. 2 представлен вариантгерметизации сцинтилляторов на основе монокристаллов йодистого цезия, 50активированного натрием, Оправа 2 свклеенным выходным окном 3 сочленяются с корпусом 1 по ходовой посадке, Герметизация между оправой икорпусом осуществляется с помощью 55густой консистентной смазки, которая заполняет кольцевые канавки 9,выполненные в корпусе, Смазка также1 53 6спссобс твует уме н ьшению Опра в ы относительно корпуса,Во избежание просыпки порошкооб"разного отражателя в зазор между оправой и корпусом используется уплотнительное фторопластовое кольцо 8На фиг. 3 представлен вариантгерметизации сцинтилляторов на основе монокристаллов йодистого натрия,активироеанного таллием. Оправа 2с вклеенным выходным окном 3 соцленяются с корпусом 1 по ходовой посадкеЛля уменьшения трения междуними наносится консистентная смазкав канавке 9. Герметизация между оправой и корпусом осуществляется с помощью сильфона 1 О, который с одной сто"роны герметично приклеивается к оправе, а с другой стороны - к корпусу.П р и м е р. Предлагаемая конструкция проверена на партии детекторовсо сцинтилляторами на основе цезияйодистого, активированного натрием,размером 18 х 160 мм и 30 х 250 мм,Изготовлено по три детектора каждого типоразмера предлагаемой конструкции и по три детектора по прототипу,В качестве оптического клея использовались полимеризукщиеся клеи на основе кремнийорганических каучуковэластосил "11-02" и эластосил "137"80", В кацестее герметизирующегоматериала использовали густую консистентную смазку ЦИАТИИ. Вседетекторы подвергались испытаниям навоздействие вибрационных нагрузок,мнОгократных и ОдинОчных ударов атакже положительных (+70 С) и отрицательных ("60 С) температур, Резуль"таты испытаний сведены в таблицу,Как видно из таблицы изменения сцинтилляционных характеристик после воздействия комплекса механицеских и климатических нагрузок для образцов предлагаемой конструкции не превышают 8,74, что в 15,7 раэ меньше, чем для прототипа .(137,33).Таким образом, предлагаемое. тех" ницеское рещение сохраняет сцинтилляционные характеристики после воздействия механических и климатических воздействий практически неизменными (е то время как в прототипе эти характеристики, в частности энергетическое разрешение, ухудшаются в 1,5-2,3 раза .109 М 53 Изменение сцинтилляционных характеристик после испытаний Внешний вид и сцинтилляци"онные характеристики детекторов после воздействияударных нагрузок, вибрации,положительных (+70 С) и отрицательных (-60 С) температур Сцинтилпяционныехарактеристикидетекторов доиспытаний Размер сцин" тиллятора,мм ЬС Ф Ьй, 7. С,у.ес.в. Внешний вид Сцинтилляционные характер,ру ФВВюееЭЭВЕ йфеюаЕЕ С, К) Еу.ес,в,По прототипу20)п Нарушение оп" 0,72тического кон- такта 18 Х 160 Й 8,0 0 9), 11 0,62 1 1, 0,82 предлагаемой констр Без изменений 0,85 0 81094453 2 Редактор О.Филиппова Техред И,Иоргентал Корректор. Т. Палий и ГКНТ СС ронэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 Заказ 2814 ВНИИПИ Государ венного коь113035, Иос ета по изобретениям н а, Ж, Раушская наб Порриг.икрытияи ид, 4/5