Жидкий сцинтиллятор для регистрации нейтронов

 

Использование: в области ядерной физики, в атомной технике и промышленности, биофизике и медицине, физике космических лучей, в частности для создания высоко эффективных сцинтилляционных детекторов больших объемов. Сущность изобретения: жидкий сцинтиллятор и для регистрации нейтронов содержит основу - нефтяную фракцию углеводородов с температурой кипения 250 - 320^oC и t^o вспышки насыщенных паров + 120^o, активатор - PPO и смеситель спектра - POPOP. Использование донного жидкого сцинтиллятора позволяет создать высокоэффективные детекторы большого объема с повышенной пожароустойчивостью. 1 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к области ядерной физики и может быть использовано в атомной технике и промышленности, биофизике и медицине, физике космических лучей, в частности для создания высоко эффективных детекторов больших объемов.

Тепловые и медленные нейтроны эффективно регистрируются жидкими сцинтилляторами, имеющими в своем составе 6Li по заряженным частицам, образующимся по реакции 6Li(nα)³H При поглощении нейтрона образуются α частица и ядро трения с кинетическими энергиями 2,05 и 2,73 МэВ соответственно.

Известные жидкие сцинтилляторы [1-4] содержащие 6Li, обладают рядом недостатков. Они имеют малую прозрачность, низкую температуру вспышки насыщенных паров, токсичны. Все это увеличивает капитальные и эксплуатационные расходы при создании детекторов нейтронов больших размеров.

Определенным недостатком упомянутых сцинтилляторов является малое содержание 6Li, что сужает круг задач, для решения которых они могут быть использованы.

Наиболее близкими по характеристикам к заявляемому сцинтиллятору является сцинтиллятор [5] принятый в качестве прототипа на основе псевдокумола.

Его недостатками также являются высокая токсичность, низкая температура вспышки насыщенных паров (+68^oC), низкая прозрачность.

Задачей изобретения является снижение пожароопасности, уменьшение токсичности и повышение прозрачности сцинтиллятора.

Задача решается тем, что в качестве основы сцинтиллятора используется нефтяная фракция углеводородов с температурой кипения 250-330^oC и температурой вспышки насыщенных паров выше +120^oC.

Для применения в качестве основы сцинтиллятора эта нефтяная фракция подвергается специальной очистке методом гидроочистки и гидрогенизации [6 и 7] Введение 6Li в виде метилата позволяет получить его повышенное содержание из-за хорошей растворимости последнего.

Предлагаемый сцинтиллятор имеет состав: нефтяная фракция углеводородов с t^o кипения 250-370^o Li 0,1-2,5% PPO 1 4 г/л POPOP 0,01 г/л Пример приготовления состава сцинтиллятора. Берется нефтяная фракция с t^o кип. 250-320^oC и очищается методом гидроочистки и гидрогенизации.

В 1 л растворителя 2 г PPO, 0,01 г POPOP и метилат лития в количестве, позволяющим создать концентрацию Li 1% Сцинтиллятор имеет следующие характеристики.

Прозрачность на l 420 нм >10 м, сцинтилляторная эффективность 30% от антрацена.

Повышение содержания лития в сцинтилляторе позволяет использовать не обогащенный изотопом 6Li литий.

Использование предлагаемого жидкого сцинтиллятора для регистрации нейтронов позволяет создать высокоэффективные детекторы большого объема с повышенной пожароустойчивостью.

Литература: 1. J. Hejwowsh and A.S. Zymansh, Rev. Sci Jnstr.32 (1961) р.1057.

2. H.H. Rossend R.E. Yereck, nucl, Sci. End. 20 (1964) р.23 3. L.R. Greand word and other Rev. Sci. Jnstr. 50 (1979), р. 472 4. L. R. Greenwood and HR. Chellen nucl. Jnstr. and Meth. 165(1979), р. 129
5. S. Act Boubker and others nusl. Jnst, and methods A 277 (1989), р. 461-462
6. А.С. N 814078
7. А.С. N 846649.

Формула изобретения

1. Жидкий сцинтиллятор для регистрации нейтронов, содержащий активатор РРО, сместитель спектра РОРОР, соединение лития и основу сцинтиллятора, отличающийся тем, что в качестве основы он содержит нефтяную фракцию углеводородов с температурой кипения 250 320^oС и температурой вспышки насыщенных паров 120^oС, прошедшую гидроочистку и гидрогенизацию, а в качестве соединения лития LiOCH₃ (метилат лития).

2. Сцинтиллятор по п.1, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем составе, г/л:
Нефтяная фракция углеводородов 1
РРО 1 4
РОРОР 0,01
LiOCH₃ 60 150р