Элемент оптической связи сцинтилляционного детектора

 

Изобретение относится к сцинтилляционным приборам и,может быть использовано для изготовления длинномерных и крупногабаритных детекторов ионизирующих излучений Цель изобретения - сокращение технологического времени сборки при сохранении сцинтилляционных характеристик . Цель достигается использованием в качестве элемента оптической связи композиции на основе полиорганосилоксэнового каучука и отвердителя - гидридсилоксанового олигомера ОГС при содержании отвердителя 1,4-1,6 мас.%. Предлагаемое техническое решение позволяет сократить технологическое время сборки детекторов на 22 ч при сохранении высоких сцинтилляционных характеристик. 1 фиг , 2 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (<)5 G 01 T 1/202

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4755335/25 (22) 24.08.89 (46) 15.04.93. Бюл, N 14 (72) Л.А.Андрющенко, А,С.Гершун, Б.В.Гринев, В.Т.Сотников, Л,А.Шицель. З,С.Лебедева и Ю.А.Южелевский (56) ТУ 38-403536-86, Авторское свидетельство СССР

М 1614676, кл, G 01 Т 1/202, 1988, Детекторы ионизирующих излучений сцинтилляционные на основе монокристаллов Nal(TI), СДН 16, СДН 17, ТК 6-09-5405-88. (54) ЭЛЕМЕНТ ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

СЦИНТИЛЛЯЦИОННОГО ДЕТЕКТОРА (57) Изобретение относится к сцинтилляционным приборам сможет быть использоваИзобретение относится к сцинтилляционным детектирующим устройствам и может найти широкое применение при конструировании и изготовлении приборов для регистрации ионизирующих излучений, особенно длинномерных и крупногабаритных детекторов.

Цель изобретения — сокращение технологического времени сборки детекторов при сохранении сцинтилляционных характеристик.

В сцинтилляционном детекторе в элементе оптической связи, расположенном между сцинтиллятором и выходным окном и выполненнсм из композиции на основе полиорганосилоксанового каучука и отвердителя, в качестве отвердителя использован гидридсилоксановый олигомер ОГС, при следующем соотношении компонентов, мас. :. Ж 1685171 А1 но для изготовления длинномерных и крупногабаритных детекторов ионизирующих излучений. Цель изобретения — сокращение технологического времени сборки при сохранении сцинтилляционных характеристик, Цель достигается использованием в качестве элемента оптической связи композиции на основе полиорганосилоксанового каучука и отвердителя — гидридсилоксанового олигомера ОГС при содержании отвердителя 1,4 — 1,6 мас. . Предлагаемое техническое решение позволяет сократить технологическое время сборки детекторов на 22 ч при сохранении вь<соких сцинтилляционных характеристик, 1 фиг., 2 табл.

Отвердитель 1,4-1,6

Каучук Остальное

Применение в качестве отверцителя гидридсилоксанового олигомера ОГС позволяет сократить технологическое время сборки детектора за счет исключения при вулканизации элемента оптической связи выделения летучих продуктов и быстрого возрастания вязкоуп ругих свойств композиции, что позволяет осуществлять следующую операцию сборки детектора не после полной вулканизации композиции (перехода в резиноподобное состояние), а с момента перехода композиции в гелеобразное состояние, не более чем через 2 ч, когда модуль сдвига более 5 КПа, а угол потерь более 30, которые исключают возможность выдавливания клея из зоны оптического контакта.

Уменьшение содержания отвердителя менее 1,4% приводит к снижению про «<о1685171 сти вулканизата и образованию дефектов в элементе оптической связи при воздействии повышенных механических и климатических нагрузок, снижению их сцинтилляционных параметров.

Увеличение содержания отвердителя более 1,67ь приводит к снижению эластичности элемента оптической связи, снижению адгезии к поверхности щелочно-галоидных сцинтилляторов, образованию отклеек, приводящих к ухудшения сцинтилляционных характеристик, На чертеже представлен предлагаемый сцинтилляционный детектор.

Сцинтилляционный детектор содержит корпус 1, выходное оптическое окно 2, монокристаллический сцингиллятор 3, элемент 4 оптической связи, порошкообразный отражатель 5, амортизирующий элемент 6, крышку 7, Принцип работы сцинтилляционного детектора основан на преобразовании проникающих через стенки 1, слой отражателя

5, амортизирующий элемент 6, крышку 7 в сцинтиллятор 3 квантов энергии ионизирующего излучения во вспышки видимого света, которые затем через элемент 4 оптической связи и прозрачное выходное окно 2 выводятся на фотоэлектронный умножитель, где, в свою очередь, вспышки видимого света преобразуются в импульсы электрического тока.

В табл.1 приведены результаты измерений сцинтилляционных детекторов ía ocHQве монокристаллов Nal(TI), размерами 30 х

63 мм, изготовленных с элементом оптической связи из композиции на основе каучука, содержащего винильные группы и платину 0,19 10 г/а на 1 г полимера с различным содержанием отвердителя ОГС.

В табл.2 приведены результаты испытаний сцинтилляционных детекторов на основе монокристаллов Nal(TI) размерами 30 х х 63 мм, выполненных в соответствии с предлагаемым техническим решением и известным.

Как следует из табл.1, только при соотношении компонентов, соотве1ствующем предлагаемым параметрам, обеспечивается достижение поставленной цели. Выход эа граничные параметры приводит к образованию дефектов в оптическом контакте и снижению сцинтилляционных параметров детектора, Пример. Предлагаемая конструкция детектора была проверена на детекторах со сцинтилляторами на основе монокристаллов

Nal(TI) размерами 30 х 63 мм. Была изготовлена партия детекторов в количестве 6 шт.

В качестве элемента оптической связи использовалась клеевая композиция на основе полиорганосилоксанового каучука, содержащего 0,2 10 г/ат платины на 1 г

-6 полимера, а в качестве отвердителя — гидросилоксановый олигомер ОГС при следующем соотношении компонентов, мас. :

Каучук 98,5

Отвердител ь 1,5

Формирование светоотражающей оболочки из порошкообразного отражателя оксида магния утрех детекторов производилось через 24 ч после полной вулканизации каучука, а у трех через 2,0 ч после оптического сочленения сцинтиллятора с выходным окном детектора.

Была также изготовлена партия детекторов на основе монокристаллов Nal(TI) размерами 30 х 63 мм в количестве 6 шт. в соответствии с известным решением, Элемент оптической связи был выполнен иэ

20 композиции на основе полиорганосилоксанового каучука марки СКТН МЕД и отвердителя (катализатора N 68 ОСТ 38.03239-81) при следующем соотношении компонентов, мас. :

25 Каучук 100

Отвердитель 4

У трех детекторов формирование светоотражающей оболочки из порошкообраэного отражателя проводилось после полной вулканизации каучука и удаления летучих продуктов, а у трех через 2,0 ч. Все изготовленные детЕкторы подвергались испытаниям: климатическим — воздействию температуры+150 С в течение 3 ч. воздействию температуры - 60 С в течение 3 ч; механическим — воздействию одиноч, ных ударов с ускорением 200 9, многократных ударов с ускорением 15 g, вибрации в

40 диапазоне частот от 10 до 2000 Гц с ускорением 5 g в течение 24 ч.

Как видно из табл.2, все детекторы, изготовленные в соответствии с предлагаемым техническим решением, имеют

45 хорошие сцинтилляционные характеристики. Световой выход и энергетическое разрешение детекторов, у которых формирование свето- отражающей оболочки осуществлялось через 2,0 ч после оптического сочленения сцинтиллятора с выходным окном, не ниже, чем у детекторов, формирование светоотражающей оболочки которых производилось через 24 ч. После испытаний сцинтилляционные характеристики детек55 торов практически не изменились, Сцинтилляционные характеристики детекторов, изготовленных в соответствии с известным решением, у которых формирование светоотражающей оболочки осуществлялось через 2 ч после оптического

1685171

Таблица1

Рецептура

Внешний вид

Детектор световой выход

УЕСВ энергетическое разрешение,+

2,6

Дефект в оптическом контакте при набойке отражателя

9,0

Каучук 98,5

Платина 0,2 10

Отвердитель 1,35

2,4

8,9

2,8

Каучук 98,6

Платина 0,2 10

Отвердитель 1,4

Без дефектов

8,6

2,9

Без де ектов

8,0

Каучук 98,5

Платина 0,2 10

Отвердитель 1,5

2,9

Без дефектов

8,0

2,9 Бездефекток

8,1

Каучук 98,4

Платина 0,2 10

Отвердитель 1,6

2,8

Без дефектов

Н,4

2,8

Бездефектов

8,2

Каучук 98,3

Платина 0,2 10

9,1

Воздушные включения в оптическом контакте

Воздушные включения в оптическом контакте.

2,6

Отвердитель 1,7

Каучук 98,2

Платина 0,2 10

Отвердитель 1,8

Дефекты в оптическом контакте

2,6

8,7

Дефекты в оптическом контакте

2,4 сочленения сцинтиллятора с выходным окном детектора, хуже, чем у детекторов, у которых формирование светоотражающей оболочки осуществлялось через 24 ч после оптического сочленения сцинтиллятора с выходным окном детектора. Световой выход таких детекторов ниже на 10, в энергетическое разрешение хуже на 5,6-",ь. После проведения испытаний световой выход этих детекторов ухудшается еще на 6,0 . а энергетическое разрешение — на 2 7ь.

Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволяет сократить технологическое время сборки детекторов на 22 ч при сохранении высоких сцинтилляционных характеристик, Формула изобретения

Элемент оптической связи сцинтилляционного детектора, содержащий полиорганоси loKcBMOBblA каучук с винильными

5 группами, платиносодержащий катализатор и отвердитель, содержащий гидридсилоксановые звенья. отличающийся тем, что, с целью сокращения технологического времени сборки детекторов при сохра10 нении сцинтилляционных характеристик, в качестве отвердителя использован гидридсилоксановый олигомер ОГС при следующем соотношении компонентов, мас. :

Отвердитель 1.4-1,6

15 Каучук Остальное

С интилля ионные ха акте истики

1685171

Таблица2

Составитель Е.Набатова

Редактор Г.Мозжечковэ Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1968 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород. ул.Гагарина, 101