Неорганический сцинтиллятор

 

Изобретение относится к сцйнтилляционной технике и г лднйзначемо для регистрации ионизирующих излучений, в частности для регистрации Э - и электронного излучения на фоне а - излучения Цепью изрбетения является уменьшение а/р - ношения неорганического сцииТиллятора, обладающего эффективным атомным номером, близким к эффективному атомному номеру биологической ткгш В качестве неорганического сцинтиллятора предполагается использовать г#ристаллй UF-U02(NO)2 (0,001 - 0,005 мол.%). Преимуществом сцинтилляторов на основе UF-UO (N0 ) является высокая химическая стойкость, негигроскопичность , наличие быарой компоненты сцинтилляций (s 10 не), что обеспечивает повышенную загрузочную способность сцинтилляционного тракта. Кроме того, малая величина а//3 - отношения (- ОЛ005) 0,0005) обеспечивает надежную регистрацию-электронов или р - излучения не только на фоне тепловых нейтронов. Близость эффективного .атомногономерасцинтиплятора UF-UO (N0 ) Z . 8,1 к эффективному номеру . 2 3 § Эфф . биологической ткани позволяет уменьшить ход с жесткостью. 1 табл.

(51) 5 001Т1 02

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) Й АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3933492/25 (22) 19.07.85 (46) 1511.93 Бюл. М 41-42 (71) Уральский политехнический институт им.С,М.Кирова; Институт физики Ай КиргССР (72} Алыбаков АА; Ерухимович С.М„ Кидибаев M.;

Старцев 8.С„Шульгин БЗ; (54) НЕОРГАНИЧЕСКИЙ.СЦИНТИЛЛЯТОР (67) Изобретение. относится к сцинтив1яционной технике и предназначено для регистрации ионизи. рующих излучений, в частности для регистрации р

- и электронного излучения на фоне а — излучения.

Цепью изобетения является уменьшений а/ф — ото ношения неорганического сцинтиллятора, обладающего эффективным атомным номером, близким к эффективному атомному номеру биологической ткани. 8 качестве неорганического сцинтиллятора

I (19) SU (11) 1304584 Al предполагается использовать кристалпы .-

LiF-UO {NO ) (0,001 — 0,005 мол.%). Преиму2 32 ществом сцинтилляторов на основе LiF-UO {NO )

2 32 является высокая химическая стойкость, негигроскопичность, наличие быстрой компоненты сцинтилляций (10 нс), чта обеспечивает повышенную загрузочную способность сцинтилляционного тракта.

Кроме того, малая величина а/p — отношения (-0.0005) 0,0005) обеспечивает надежную регистрацию электронов или f3 — излучения не только на фоне тепловых нейтронов. Близость эффективного ,атомного номера сцинтиплятора

LiF-UO (NO) Z = 8,1 к эффективному номеру

2 Эф эфф. биопогическои ткани позволяет уменьшить "ход с жесткостью". 1 табл.

1304584

Изобретение относится к сцинтилляционной технике и предназначено для регистрации ионизирующих излучений, особенно для регистрации/3- и электронного излучения на фоне а -излучения.

Целью изобретения является уменьшение (DP отношения неорганического сцинтиллятора, обладающего эффективным атомным номером, близким к эффективному атомному номеру биологической ткани.

Сущность предложения заключается в

cJðèменении KристаллОв LlF UО2(ИОз)2 (0,001 — 0,005 мол. /0) в качестве неорганического сцинтиллятора, Использованные кристаллы LlF002(КОз)2 (0,001 — 0,005 мол,%} выращены методом Киропулоса на воздухе в платиновом тигле из реактивов марки "ОС.4" и охлаждаются до комнатной температуры о вместе с печью. Вхождение урана в кристалл легко контролируется по спектрам поглощения, т,к. наличие урана обуславливает появление группы характеристик полос поглощения как в ультрафиолетовой области, так и в области 480 — 520 нм, з также обуславливает появление яркой люминесценции, Из полученного монокристалла выкалывают образцы сцинтилляторов нужного размера (например, 15 15 5 мм) и закаливают от 700-800 С до комнатной температуры, Приготовленный таким образом кристаллсцинтиллятор готов к работе, он обладает световыходом С0т = 40 — 42 относительно

CsJ-Tl при возбуждении электронным пучком и может быть использован для регистрации Р -излучения на фоне а-излучения, вследствие малого аГ/3-отношения, равного

0,005. Длительность сцинтилляционного двухкомпонентного импульса 5 мкс (1-я компонента) и 300 мкс(2-я компонента). ИмеЕтСя бЫСтрая КОМПОНЕНта дЛИтЕЛЬНОСтЬ)Ю

10 нс, которая, однако, в 2 — 3 раза уступает основным компонентам по интенсивности, Пример. Неорганический сцинтиллято р.

Из шихты, содер>кащей, мол. /: фтористый литий 99,999, азотнокислый уранил

Uz(NOaP 0,001 способом Киропулоса выращен монокристалл и охлажден до комнатной температуры вместе с печью, Из полученного монокристалла выколоты образцы 15 15 5 мм, нагреты до 800 С и закалены до комнатной температуры.

Аналогичным образом готовили кристаллы других составов LiF-Uz(NOg)z (0,001 — 0,005), приведенных в таблице, Применение известных кристаллов

LiF-UOz(NOz)2 в качестве неорганических сцинтилляторов стало возможным благодаря обнаруженному сцинтилляционному эффекту в этих кристаллах при пониженном а//3 -отношении, что открывает возможность регистрировать/3-излучение (и электронное излучение) на фоне а-излучения.

Как видно из таблицы, для составов с

LiF, содержащих добавку азотнокислого уранила в пределах 0,001-0,005 мол,, световыход сцинтилляций в стандартном спектроме1.рическом,тракте составляет 40 — 42 относительно световода эталона — промышленного сцинтиллятора СзЛ-TI, т.е, предлагаемый сцинтиллятор в 2,6 — 2,8 раза лучше по световыходу, чем известный сцинтилля-, тор ОГ-Еи, Из таблицы также видно, что предлагаемый сцинтиллятор имеет рекордно низкое а/ 3-отношение, равное 0,005, что в 40-200 раз меньше, чем у известных неорганических сцинтилляторов, Низкое арф -отношение позволяет надежно регистрировать

Р-излучение и электронные пучки на фоне а-излучения, При введении в LiF добавки азотнокисnor.o уранила в количестве, меньшем, чем

0,001 мол., например 0,0005 мол%. световыход сцинтилляций уменьшается из-за уменьшения числа центров излучения, При содержании азотно-кислого уранила более

0,005 мол. %, например 0,05 мол., световыход сцинтилляций резко падает (в > 2 раза) из-за эффектов концентрационного тушения. Добавка натрия к LtF-U уменьшает длительность компонента сцинтилляций г1 с 5 до 3 мкс, однако резко снижает световыход с 40 до 150/ относительно СзР-Tl, Дополнительным преимуществом предлагаемых сцинтилляторов на основе LiF-U является их более высокая химическая стойкость (негигроскопичен} по сравнению с

Cs J-П или Na J-Tl.

Наличие быстрой компоненты сцинтилляций у LiF-U (10 нс) также. обеспечивает дополнительное преимущество перед известными сцинтиллятораMè, а именно обеспечивает повышенную загрузочную способность сцинтилляционного тракта.

Малая величина АД -отношения (0,0005) обеспечивает надежную регистрацию электронов или Р -излучения не только на фоне а-излучения, но и на фоне тепловых нейтронов (реакция (и, o. ) для радионуклида б

L}, что является дополнительным преимуществом сцинтилляторов LiF-UO2(NOa)2 перед известными сцинтилляторами.

Эффективный атомный номер сцинтиллятора LiF-002(ИОз)2 равен 7.,фф =- 8,1, т.е. очень близок к Е фф биологической ткани, Последнее является необходимь м условием

1304584 (56) Вяземский 8.0. Сцинтилляционный метод в радиометрии. — М.: Госатомиздат, 1961, с.430.

Примечание. BA — относительный световыходсцинтилляций(по амплитуде) в электронном тракте с разрежением 4 нс; ЛИ вЂ” энергетическое разрешение, r< — длительность сцинтилляций; Я вЂ” длина волны излучения в спектре сцинтилляций. Энергия а-частиц 5,12 МйВ, Хо— радиационная длина; +) приведено значение Хр р = 31,86 г/см2.

Формула изобретения применение кристаллов LiF - 002(ИОз)2 (0,001 - 0,005 мол.® в качестве неорганического сцинтиллятора.

Составитель В.Дрыгин

Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Редактор М.Васильев

Заказ 3242

Тираж Подписное

НПО"Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 1 "

J уменьц;ения "хода с жесткостью". В этом плане предложенный сцинтиллятор

Ll F-002(ЙОз)2 имеет преимущество перед известными сцинтилляторэми, свойства которых приведены в таблице.

Голубев Б,fl. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений. — M.: Атомиздэт, 1968.

Авторское свидетельство СССР

5 М 1075764, кл. G 30 В 29/12, G 01 Т 1/11. 1983.

Парфианович И.А., Алексеева Е.П„и др.

В сб. Радиационно-стимулированные явления в твердых телах, УПИ, Свердловск, 1980, с.74-79.