Жидкий сцинтиллятор для регистрации частиц при двойном распаде

 

Сущность изобретения: сцинтиллятор содержит основу - атмосферный соляр с температурой вспышки насыщенных паров +120^oC, активатор - РРО, смеситель спектра РОРОР и малотоксичное соединение Zr(NO₃)₄ · (C₄H₉O₃) · PO (трибутил фосфат оксид циркония). Компоненты данного сцинтиллятора малотоксичны и обладают повышеной пожароустойчивостью. Кроме того, сцинтиллятор имеет высокую эффективность регистрации β-частиц. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к ядерной физике и может быть использовано в атомной технике, медицине, в частности в экспериментах ядерной физики по изучению 2β -распада.

Известны сцинтилляторы, изготовленные на основе больших сцинтилляционных монокристаллов - вольфрамов германия и кальция, регистрирующие частицы, возникающие при двойном β -распада [1, 2]. Недостатками таких сцинтилляторов являются низкая точность измерений и ограниченные размеры, что существенно снижает статистику регистрации частиц и провидит к большим ошибкам измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является жидкий сцинтиллятор [3], содержащий кадмий в виде малорастворимого соединения пропионата кадмия Cd(C₃H₅O₂)₂, следующий состав: Толуол - 1 л Паротерфенил - 4 г/л Ротор - 0,1 г/л Cd(C₃H₅O₂)₂ - 1% Недостатком данного сцинтиллятора является высокая токсичность, пожароопасность, низкая температура вспышки насыщенных паров, а также низкая концентрация кадмия (не более 1%), что снижает статистику регистрации частиц.

Задачей изобретения является снижение пожароопасности, уменьшение токсичности и повышение эффективности регистрации β -частиц.

Задача решается тем, что в качестве основы сцинтиллятора он содержит атмосферный соляр с температурой вспышки насыщенных паров +120^oC, в качестве активатора - PPO, а в качестве соединения циркония - малотоксичное соединение Zr(NO₃)₄ · (C₄Y₉O)₃ · PO.

Предлагаемый жидкий сцинтиллятор содержит компоненты в следующем составе: Атмосферный соляр - 1 л PPO - 4 г/л POPOP - 0,01 г/л Zr(NO₃)₄ · )C₄H₉O)₃ · PO - 500 г/л
Пример приготовления сцинтиллятора.

В качестве основы сцинтиллятора берут атмосферный соляр с температурой вспышки насыщенных паров +120^oC. Сместитель спектра - PPO и активатор POPOP растворяют в основе, добавляют малотоксичное соединение циркония. Получается сцинтиллятор следующего состава:
Атмосферный соляр - 1 л
PPO - 2 г/л
POPOP - 0,01 г/л
Zr(NO₃)₄ · (C₄H₉O)₃ · PO - 500 г/л
Сцинтиллятор такого состава повышает эффективность регистрации β -частиц при β -распаде в 10 раз. Имеет длину пробега для β -частиц 0,1 - 2 МэВ 1 см. Высокая концентрация циркония при том же объеме позволяет использовать его большие массы.

Использование изобретения позволяет создать сцинтиллятор с повышенной пожароустойчивостью.

Компоненты состава малотоксичны, что позволяет работать при эксплуатации и при изготовлении детекторов в обычных условиях.

Высокая концентрация циркония позволяет создать физические приборы на основе сцинтиллятора с цирконием с улучшенным фоновыми характеристиками и увеличить исследуемый объем в экспериментах в 6-8 раз.

Формула изобретения

Жидкий сцинтиллятор для регистрации β-частиц при двойном β-распаде, включающий основу сцинтиллятора, активатор и сместитель спектра РОРОР, отличающийся тем, что он дополнительно содержит малотоксичное соединение циркония Zr(NO₃)₄ · (C₄H₉O)₃ · PO, в качестве активатора использован РРО, а в качестве основы - атмосферный соляр с температурой вспышки насыщенных паров +120^oС.

2. Сцинтиллятор по п.1, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем составе, г/л:
Атмосферный соляр, л - 1
РРО - 4
РОРОР - 0,01
Zr(NO₃)₄ · (C₄H₉)₃ · PO - 500т