Сцинтилляционный материал
Изобретение относится к регистрации и спектрометрии ионизирующих излучений, в частности к материалам для детектирования высокоинтенсивных потоков излучения с высокой частотой следования. Цель изобретения - уменьшение времени высвечивания сцинтилляционного детектора при сохранении высокого световыхода, Цель достигается использованием кристаллов Csl-CsBr в качестве сцинтилляционного материала с содержанием CsBr до 7 мае. %. Время высвечивания предлагаемого сцинтиллятора составляет 0,05 мкс при величине световыхода порядка величины световыхода Nal(TI). 1 табл.
CO(03 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 Т 1/203
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ да Nal(TI), 1 табл. (21) 4302001/25 (22) 31.08.87 (46) 07,12.92. Бюл. № 45 (72) Н.В.Ширан, А,В.Гектин, В.В.Гаврилов, M.Ã.Áóðaâëåâa и А.Н.чубенко (56) Zavai М., Maszynski M., Allemand К. et al.
Nuci, 1имг. Meth., 1983, ч. 206, ¹ 1, р, 169176.
Tailor R.Ñ., Nestor О.Н., Utts В.IEEE
Trans. Nucl. Sci., 1986, v. 33, ¹ 1, р. 243-246.
Maszynski M., AlIemand К. Odru МЛ ..
Nucl. Inst. Meth., 1983, v. 205, № 1, р, 239—
249.
Авторское свидетельство СССР № 1412383, кл. С 30 В 17/00, 1986.
Изобретение относится к регистрации и спектрометрии ионизирующих излучений, более конкретно к материалам для детектирования высокоинтенсивных потоков излучения с высокой частотой следования.
Цель изобретения — уменьшение времени высвечивания сцинтиллятора.
Исследования сцинтилляционных свойств смешанных кристаллов Csl — CsBr показали возможность использования этих кристаллов в качестве сцинтилляционного материала. В отличие от известных кристаллов, например Сз1(Т1), где.сцинтилляционный импульс связан с переходами между электронными уровнями активатора, в CslCsBr излучение обусловлено возбуждением ионов иода, электронные уровни которого пертурбированы соседством с ионом брома, „„ Ы „„1544033 А1 (54) СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫИ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к регистрации и спектрометрии ионизирующих излучений, в частности к материалам для детектирования высокоинтенсивных потоков излучения. с высокой частотой следования, Цель изобретения — уменьшение времени высвечивания сцинтилляционного детектора при сохранении высокого световыхода. Цель достигается использованием кристаллов
Csi-CsBr в качестве сцинтилляционного материала с содержанием Cs Br до 7 мас. /,.
Время высвечивания предлагаемого сцинтиллятора составляет 0,05 мкс при величине световыхода порядка величины световыхот.е. имеет место процесс косвенной активапаиаа ции люминесценции. Область свечения кри- (Л сталлов Csl-CsBr при рентгеновском, фь альфа-, бета- и гамма- возбуждении 30- Д, 330 нм. Выход высвечивания 0,05 мкс, что ( на порядок меньше, чем у короткого ком- (, понента в Csl{Na) и Csl(TI). Несмотря на то. р что продолжительность сцинтилляционнаго импульса в предлагаемом материале мала, выход сцинтилляций за счет боль- шой амплитуды импульса высокий — на уровне соответствующего световыхода в кристаллах Csi(Na). Эффективность свечения Csl-CsBr при комнатной температуре достаточно высока. Введение в кристаллы
Csl-CsBr традиционно используемых добавок натрия или таллия приводит к тушению свечения в ультрафиолетовой области спектра. Это связано с эффектом подавле1544033 ния экситопной люминесценции вследствие переноса энергии на активатор.
Пример. Монокристаллы Csl ÑçBã выращивали методом Киропуласа, Содер.жание CsBr e шихте составляло 4 мас. %. Из полученного монокристаллического слитка вырезали плоскопараллельные диски диаметром 24 мм и толщиной 10 нм. Поверхности полученных заготовок дополнительно попировали. Прозрачность заготовки в области длин волн 250-800 нм измеряли с помощью спектрофотометра СФ-26, Величина пропускэния на длине волны 300 нм равнялась 64,4%.
Испытания параметров импульса свечения заготовки проводились методом спектроскопии с временным разрешением. В качестве источника возбу>кдения использовался сильноточный ускоритель электронов
ГИН вЂ” 600 са следующими параметрами пучка: энергия электр>онов 300 КэВ, плотность тока до 10 Аlсм, длительность импульса
5 нс. Регистрация временных параметров импульса свечения проводилась фотоэлектрическим методом с помощью фотоумно>кителя 18 — ЭУ вЂ” ФМ через монохромэтор
МДР— 3 на длине волны 300 нм. Спектральный состав свечения при электронном возбуждении в испытанном образце имел максимум в области 300 нм. Измеренное время высвечивания заготовки составило
0,05 мкс.
Сцинтилляционные свойства полученной заготовки исследованы на установке, состоящей из многоканального амплитудного анализатора AN — 256 — 1, блока питания
ФЗУ вЂ” 39А, предусилителя и осциллографа.
Источник Сз 0,662 кэВ.
Сравнение параметров заготовок
Csl CsBr с заготовкой Csl(Na) проводили с учетом изменения чувствительности фотокатада приемника при переходе от
300 к 420 нм к 560 нм для Сз!(Т1), Световыход заготовки равнялся 3,09 у.е.с,е. (условных единиц светового выхода). Собственное разрешение 9,5%, В кристаллах цезия иодистого, выращенных из сырья, содержащего меньше, чем 4% цезия бромистога (даже из так называемого чистого сырья, где уже имеется
0,02 мас. % CsBr), и в кристаллах, выращенных с более высокой концентрацией указанной примеси (до 7%) проявляется наведенный бромом короткий сцинтилляционный импульс в области 300 нм са временем высвечивания 0,05 мкс., 5
Результаты испытаний образцов цезия иодистого с различным содержанием цезия бромистого, а также кристаллов Csl(Na) и
Csl(TI) представлены в таблице, Полученные результаты свидетельствуют о том, что применение кристаллов
Csl — CsBr с содержанием СзВгдо 7 мас, % в качестве сцинтилляционного материала позволяет добиться световыхода и разрешения лучших, чем у известных сцинтилляторов Csl(Na) и Сз!(Т1) при почти на порядок меньшем времени высвечивания.
Па сравнению с известными быстродействующими сцинтилляторами BaFz, Варяг(Се) и CsF, время высвечивания быстрой сцинтилляции которых меньше времени высвечивания предлагаемого материала, кристаллы Cs I-Cs Br имеют более высокий световыход, порядка световыхода кристаллов Nal(T1), тогда как световыход быстрой компоненты сцинтилляции известных быстродействующих сцинтилляторов составляет . 10% от Nal.
Основным достоинством предлагаемого материала является малое время высвечивания, что необходима при работе детекторов для регистрации и спектрометрии кратковременных, следующих друг за . другом, импульсов (например, в медицинской томографии), Система Csl — CsBr дает непрерывный ряд твердых растворов, что обеспечивает равномерное распределение активатора и равномерное свечение всего объема материала, исключает образование фазовых включений. Благодаря этому имеется возможность получения сцинтилляционных материалов больших размерсв с однородными по объему свойствами.
B отличие от кристаллов Csl(Na), где изза добавки примеси натрия гигростойкасть материала понижена, кристаллы Csl-CsBr практически не изменяют гигростойкость матрицы. Это позволяет использовать образцы Csl-СзВг без специальных защитных покрытий, Отсутствие испорченного в результате взаимодействия с атмосферой поверхно тного слоя позволяет применять данный материал для детектирования a— частиц.
Формула изобретения
Применение кристаллов Csl-CsBr с содержанием СзВг до 7 мас. % в качестве сцинтилляционного материала, 1544033
Составитель E. Набатова
Редактор Г. Мозжечкова Техред М. Моргентал Корректор H. Гунько
Заказ 562 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Пооизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
