Пластмассовый сцинтиллятор

союз сонетжихссор листичкнихРЕСПУБЛИИ 14647 О 6 ж Со 0 ОБРЕТЕНИЯ ЬСТВУ(72) Г,П. Волосюк, О,А. Гунд И,В. Петрова, Л,В. Серцова, В.Э. Леман и й ормидонто (56) Авторское свидетельство СССР У 818287, кл. С 01 Т 1/203, 1978.Авторское свидетельство СССР Р 1095789, кл. С 01 Т 1/203, 1982 е (54) ППАСТМАССОВЫЙ СЦИИТИПЛЯТОР (57) Изобретение относится к детекторам ионнэирукщих излучений на основе пластмассовых сцинтилляторов (ПС) и может быть использовано в приборах для регистрации иизкознергетического фотонного излучения с энергией 20 ер,Н.С. Ген,фПе Д 1Изобретение относится к технике измерения ионизирующих излучений с помощью пластмассовых сцинтилляторов (ПС) с повышенным средним атомным номером и может быть использовано в экспериментальных,. установках и приборах для регистрации ниэкоэнергетического фотонного излучения (20- 200 кзВ),Целью изобретения является повы- шение эффективности гегнстрацин ниэ. кознергетического (20-200 кзВ) ионизирующего излучения, улучшение санитарно-гнгиенических условий труда и техники безопасности в процессе иэ" готовления ПС, теппостойкостн и оптической прозрачности.Сущность изобретения заключает" ся в том, что в качестве металлосоПержащих соединений, включенных в госуда"стненицй номитетпо изов етеиияч и отнРитияпРИ Гннт сссР ОПИСАНИЕ ИЗ 200 кэВ. Целью изобретения является повышение эффективности регистрациинизкознергетического (20-200 кэВ) ионизирующего излучения, Сущность изобретения заключается в том, что в качестве металлосодержащих соединений включенных в пластмассовый сцинтиллятор, использованы влкиральные соединения олова или свинца с содержанием до 30 масД, Преимуществом предлагаемого ПС является его Высокий световой выход при богыпой концентрации металлосодержащего сое" " динения, Это позволит достичь хорошего разрешения сцинцилляторов и расширить область их исп льэовання для а спектрометрическнх целей. 1 табл..пластмассовый сцинтиллятор, использо, ваны алкиральные соединения блова или свинца с содержанием до 30 мас.Х.В качестве основы могут быть использованы мономеры: стирал, впнилтолуол, вннилкснлол и их смеси с метилметакрнлатом.В качестве первичной люиинесцирующей добавки может бить использована любая добавка, применяемая в пластмассовых сцинтилляторах: и-терфепил (ТР) или 2,5- днфенилоксазол 1(РРО), или 2-Феннл-(4-бифенкпоксадназ ол,3 1,РВД), илн 2-(1-нафтил) -5-фюпсл файф оксаэол (НЕРО) и др. аальВ качестве вторичной ликинесцнрующей добавки может бить использован любой сместитель спектра, применяемый для этих целей: 1,4-ли-(5-фенилоксвзолил)-бензол (РОРОР) илп1464706 3тетрвФенилбутвднен (ТРБ) или 1,3,5- известному ПС температура стеклова"Юф-триФенилпирвэолин (ТРИ),. ния 100 к эталону и 1 ОХ к извест-ПС предлагаемого состава можно ному ПС,получить термической радикальной 5 П р н м е р 3. В ампулу из термо"полимериэвцией указанных мономеров стойкого, стекла звгружаот 1,53 РВД,или их смесей с метилметвкрилатом 0,053 ТР 3, 5,0 диФенипдиметилолов атмосфере азота при 125-70 С с ва, 603 стирола и 28,453 ИМА Далеепоследукщей механически обработкой процесс осуществляют, как в примереблок-заготовки либо иэ расплава ме О .тодвми экструзии, литья под давлени- Выходные данные полученного об.ем, пресс-литья рвзца диаметром 40 мм, высотой.20 имП р и и е р 1. В ампулу из термо- относительный световой выход составстойкого стекла в исходный состав ляет 85 от эталона и 9 Я по отнощезвгружаот 2 ТР, 0,23 РОРОР, 153 16 нию к известному ПС, поглощение гамтриФенипметилопова и запивают 82,8 Х ма-квантов с энергией 60 кэВ составсвежеперегнанного стирола, Ампулы ляет 2503 по отношению к эталонупродувекгт азотом в течение 5 мнни 1503 по отношению к известномуЗатеи ампулы запвиввют и помещают вПС; температура стеклования состав"термостат с теппоносителем 1 при й20 ляет 023 но отношению к эталону ищ 25 С, После растворения добавок столько же к известному ПС.температуру повышаот до 160 оС и вы" П р и и е р 4, В ампулу из термодерживаот при этой температуре в те- стойкого стекла загружают 2 Х Ы МРО,чение 72 ч. Для снятия напряжений, 2 Х РОРОР и 203 триметилфенилоловаразвивающихся в блокЙ, проводят от б и эалнваот 503 винилтолуопаи 27,83жиг по 5 С в 1 ч до . 80 С. Ампулы ИИА.рвзбиваот и получе:ще образцы поме-Выходные данные полученного образщвют в термостат дпя самоохлвждения ца диаметром 40 мм и высотой 40 ммдо комнатной температуры. Затем об- относительный световой выход составрвэцы освобождают от остатков стек ляет 953. от эталона и.1053 от из"лв, подвергаот механической обработ" вестного ПС; поглощение гамма-кван,"ке (шлиФовке, полировке) тов с энергией 60 кэВ составляетВыходные данные полученного образ по отношению к эталону и 1703Гца диаметром 40 мм и высотой 40 ммг по отношению к известному ПС; темпе- .относительиый световой выход состав рвтура стеклования составляет 95 Хлает 853 но отношению к эталону и по отношению к эталону и 1053 по от,9 Я по отношению к известному ПСф ношению к известному ПС,поглощение гамма-квантов с энергией П р н м е р 5. В ампулу из терью 60 кэВ составляет 2503 по отношению стойкого стекла загружаот 1,5 Х РВД,к эталону и.150% по отношению к из 01 Х РОРОР и 30 . трнметилФенилсвинвестному ПС температура стеклова- ца н запинают 68,4 свежеперегнвннонну, характеризующая теппостойкость го внннлксилопа.составляет 100 по отношению к эта- Выходные данные полученного облону, 110 , по отношению к известно- . разца диаметром 40 мм, высотой 40 мм. му ПС. , 45 относительный световой выход составП р и м е р 2В ампулу иэ термо- ляет 803 от эталона и 90 от известстойкого стекла загружают 2ТР,ного ПС; поглощение гамма-квантов0,2 Х.РОРОР, 33 трнфенилметилолова с энергией 60 кэВ составляет 2403и 94,8 свежеперегнанного стиропа от эталона н 160 от известного ПС;1 датее процесс осуществляют квк в 50 температура стеклования составляет:примере 1. 150 от эталона и 170 . по отношениюВыходные данные полученного образ- к известному ПС.ца диаметром 40 мм, высотой 40 мм; П р и и е р 6. В ампулу иэ теротноснтельньй световой выход состав-. мостойкого стекла загружают 1,5 Хляет 8 ОМ по отношению к эталону и55 РВД, О,% РОРОР и 152 днФенилднметнл 903 от известного ПС, эФФектнннасть свинца н заливают 834 Х внннлкснлоп 4.поглощения га 1 ма-квантов с энергией Бьиодные данные полученного обрвэ 60 кэВ составляет 100 по отношению ца дннметрои 40 мм, высотой 40 мм:к этвпсну и 101 по отношению к, . относительный световой выход состав14647 ляет 80% от эталона и 90% от изнест"ного ЛС;.поглощение гамма-квантов сэнергией 60 кэВ, составляет 250%по отношению к эталону и 150 Х по от"ношению к известному ПС; температурастеклования составляет 145% по отношению к эталону и 165% по отношениюк известному ПС.П р и м е р 7. В ампулу нз термо Остойкого стекла загружают ЗХ ТР, 0,1ТР Д, 20 Х дифенилдиметиполова и запивают 77,9% свежеперегнанного винилтолуопа.Выходные данные полученного образца диаметром 40 мм и высотой 40 мм:относительный световой выход составляет 00% по отношению к эталону и11 ОХ по отношению к известному ПС;поглощение гамма-квантов с энергией 2060 кэВ составляет 270% по отношениюк эталону и 160 Х по отношению к известному ПС; температура стеклования,составляет 11 ОХ по отношению к эталрну и 125 Х ло отношению к известному 25ПС.П р и м е р 8. В ампулу из термостойкого стекла загружают 2 Х ТР, 0,5 ХТРВ, 15% триметилфенипопова и заливают 82,5% свежеперегнанного винил ЗОксилола.Выходные данные полученного образца диаметром 40 мм и высотой 40 ммфотносительный световой выход состав"ляет 11% по отношению к эталону и11 ОХ по отношению к известному ПС;поглощение гамма-квантов с энергией60 кэВ составляет 270 Х по отношениюк эталону и 160 Х по отношению к известному ПС; температура стеклове; ния составляет 110 Х по отношению кэталону и 125 Х по отношению к извест"ному ПС,П р н м е р 9. В ампулу иэ термостойкого стекла загружают 2 Х ТР,0,2 Х РОРОР, 35% трифенилметнлоловаи заливают 62,8 Х стирола,ПС предлагаемого состава найдут широкое применение в различных областях науки и техники, особенно для контроля малых уровней загрязнения радионуклидами воздуха н вод окрука" ющей среды в районах атомных электростанций,Формул а нз обр ет ения Пластмассовый сцинтиллятор на основе винилароматических полимеров илн сополимеров виниларомятическнх ъ Выходные данные полученного образца диаметром 40 мм н высотой 40 ммф В 0 относительный световой выход 70 Х по отношению к эталону и 77 Х по отношению к известному ПС; поглощение гамма"квантов с энергией 60 кзВ составляет 250% по отношению к эталону и 150 Х поотношению к известному ПС температура стеклования составляет 1 ООХ по отношению к эталону и известному ПС. 06 6В таблице приведены сравнительныеданные известного ПС, базового объек.та и предлагаемого ПС,Как видно иэ таблицы ПС предлагае"мого состава при сохранении высокогоРсветового выхода, прозрачности итеплостойкости обладают по сравнениюс прототипом более эффективным поглощением гамма-квантов с энергией60 кэВ.Увеличение поглощения низкоэнергетического фотонного излучения присохранении высокого светового выходасущественно (в 1,5 раза) повышаетгуэффективность регистрации гамма-квантов низких энергий, что значительнорасширяет область применения детекторов гамма- и рентгеновского излуче"ния, используемых в ядерных н космических исследованиях, Высокая прозрачность дает возможность изготавливать детекторы различных размеров исложной конфигурации . Высокий светсвой выход в сочетании с высокой эф, фективностью регистрации даст возможность уменьшить габариты сцинтиллятора, что позволяет снизить их стоимостьПреимуществом предлагаемого сцинтиллятора является его высокий световой выход при большой концентрацииметаплосодержащего соединения Этопозволит достичь хорошего разрешениясцинтилляторов и расш 1 рить областьнх использования для спектрометрических целей.Меньшая. летучесть предл агаемыхметаплосодержащих соединений позва"ляет снизить токсичность вредныхвыбросов, паров, выделяющихся приполучении ПС и особенно при формиро."ванин ПС из расплава. Это улучшитсанитарно-гигиенические условия труда при получении ЛС,товбО кэВХ 3 тапок базов бъекр 0 80 вест 50 0 5 1 рр 3 70 5 0,032 5 То ж 0,013 5 9,040 П 9 0,050 8 120 0,048 мономеров с метнлметакрилатом, включащций люмннесцирующие добавки. и металлосодержащее соединение,.о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения зффективности ре 5 гистрацни ионизирующего излучения с энергией от 20 до 200 кзВ, оптической прозрачности и теплостойкости сцинтиллятора, метаплосодержащее сое",1 О динение состоит из апкиларнльных .соединений олова нли свинца общей Состав пластмассовогосцкнтиллятора и егоразмеры Стирол + 2 Х ТР + 0,2 Хый РОРОР) . Ф 40 мм, Ь щ 40 имный Стирол Ф 2 Х ТР + 0,2 ХРОРОР + 15 Х гексабутилоловооксндаФ 40 мм, Ь щ 20 миСтирол + 2 Х РО + 0,2 ХРОРОР + 153 трибутилоловокапроната9 40 мм, Ь 20 ии едлагаемый Стироп 4 2 Х ТР, 0,2 ХРОРОР + 15 Х трифенилметнлоловаФ 40 мм, Ь = 40 мме Стирол + 2 Х ТР +0,2 ХРОРОР + ЗХ трифенилметилоловар 40 им, Ь - 40 ммСтироп + МИА 28,4 Х ++ 0,05 Х ТРР+ 5.,ОХдифенилдиметилоловаФ 40 мм, Ь 20 мм длагаемый Винилтопуол + ИИА 17,8 Х(19 Х РЬ) формулы ( Н 3) рс ( Й 1 рр Вп или (СН ),- (СНр) РЬ, где а 1-3; и 3" 1, прн следующем соотношении ком. понентов, мас,ХфПервичная люминесцирующая добавка5-3,0Вторичная люминесцируацая добавка 005-0,5МетаплосодержащеесоединениеПолимерная основа.амюмеваввва 4 в внаефевююавевввевЗВМ ВВЙФФЬ эМф лСоставитель АД 1 адринРедактор Т.Зубкова Техред Л. Сердюкова Корректор О. Кравцова Заказ 565,Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета йо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, 3-35, Рауаская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Уагород, ул. Гагарина,101