Сцинтилляционный счетчик

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1(5)) 6 01 Т 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 1316489/26-25 (22) 31. 03. 69 (46) 30. 10. 83. Бюл. Р 40 (72) А.М.Радыванюк, E.Ï.Âàðãèí, В.Ф.Евтушенко, Ю.Д.Бубнов, Г.A.Кибальчич, И.И.Бобрыцев и Г.К.Ермаков (53) 539.1.074.3(088,8) (54)(57) 1. СЦИНТИЛЛЯЦИОНКЫЙ СЧЕТЧИК, содержащий размещенные в кожухе сцинтиллятор, соединенный с фотоэлектронным умножителем, герметизирующие и амортизирующие элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения виброустойчивости и улучшения работоспособности в широком.диапазоне температур, он содержит нажимной элемент в виде, например, резьбовой гайки, воздействующей на фотоэлектронный умножитель, и два эластичных элемента, один из которых расположен между внутренней стенкой кожуха и фотоэлектронным умножителем, а другой — между нажимным элементом и Фотоэлектронным умножите„„SU„, 308657 A

2. Счетчик по п. 1, о т .; и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности счетчика с монокристаллическим сцинтиллятором, эластичный элемент, расположенный между внутренней стенкой кожуха и фотоэлектронным умножителем, выполнен виде профильной манжеты из эластичного материала с пружинной металлической армировкой, например цангой, плотно обхватывающей часть сцинтиллятора и фотоэлектронного умножителя в месте их соединения.

3. Счетчик по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения площади оптического контакта

С жидкого сцинтиллятора и фотоэлектронного умножителя, расположенный между внутренней стенкой кожуха и фотоэлектронным умножителем, выполнен в С виде тора, а в. кожухе установлена втулка, образующая гнездо для приема Я эластичного ме

308657

Изобретение относится к устройствам для регистрации ионизирующих излучений.

Известны сцинтилляционные счетчики, в которых сцинтиллятор и фотокатод контактируют друг с другом через прозрачную для света деталь (окно) или непосредственно.

B первом случае сцинтилляционный детектор монтируют как отдельный узел в виде герметичного контейнера, 10 одна из торцовых стенок которого представляет собой светопроводящее окно из стекла или кварца. В контейнер либо заливают жидкость, например толуол, в котором растворены сцинтил-)5 лирующие вещества, либо помещают кристалл, как правило монокристалл

NaI(Tl), необходимость герметизации которого обусловлена его гигроскопичностью.

Во втором случае, т.е. при непосредственном контакте сцинтиллятора с ФЭУ, для герметизации используют герметики на основе специальных цементов, клеев, синтетических смол, не взаимодействующих со сцинтиллятором и не .отравляющих .его, которые соединяют колбу ФЭУ с кожухом счетчика или контейнером сцинтилляционного детектора, 30

Известен и другой вариант сборкис помощью фланцев, один из которытонкостенный металлический фланец— приваривают к колбе ФЭУ в нижней ее части, около фотокатода, а другой представляет собой фланец контейнера для сцинтиллятора.

Однако герметики имеют отличный от металла и отекла коэффициент линейного и объемного расширения и со временем при изменении температур 40 дают микротрещипы, в результате чего нарушается герметичность детектора и резко ухудшаются физические параметры счетчика. Кроме того, в известном устройстве один фотоумно- 45 житель нельзя заменить другим, если он скреплен герметиком с кожухом или контейнером сцинтиллятора.

Цель изобретения — повышение ниброустойчивости и улучшение работо- 50 способности н широком диапазоне температур.

Для этого предлагаемый сцинтилляционный счетчик, содержащий кожух и размещенные в нем сцинтиллятор, соединенный с фотоэлектронным умножителем, герметизирующие и амортизирующие элементы, включает в себя нажимной элемент в виде, например, резьбовой гайки, воздействующей на фото- 60 электронный умножитель, и два эластичных "элемента, один иэ которых расположен между внутренней стенкой кожуха и фотоэлектронным умножителем, а другой — между нажимным элементом у и фотоэлектронным умножителем, Это позволяет повысить виброустойчивость и работоспособность устройства в широком диапазоне температур, С целью повышения надежности счетчика с монокристаллическим сцинтиллятором эластичный элемент, расположенный между внутренней стенкой .кожуха и фотоэлектронным умножителем, выполнен в виде профильной манжеты из эластичного материала с пружинной металлической армировкой, например цангой, плотно обхватывающей часть сцинтиллятора и фотоэлектронного умножителя в месте их соединения.

С целью увеличения площади оптического контакта жидкого сцинтиллятора и фотоэлектронного умножителя эластичный элемент выполнен в виде тора, а в кожухе установлена нтулка, образующая гнездо для приема эластичного элемента.

Цилиндрический кожух счетчика, в котором расположен фотоумножитель, выполнен с небольшим сужением в зоне фотокатода умножителя. В области сужения помещен в гнезде уплотнительный эластичный элемент, например из резины, причем гнездо может быть образовано самим кожухом или же кожухом вместе с профильной втулкой.

Для обеспечения герметичности жидкого сцинтиллятора или монокристалла

NaI(Ti) со стороны фотоумножителя при непосредственном контакте их между собой последний, и зависимости от конструкции ФЭУ, прижимается в осевом направлении с помощью завинчиваемой по резьбовой части кожуха гайки, создающей необходимое уси" лие на цоколь или панель, конусную или сферическую часть баллона ФЭУ через промежуточные элементы, напри" мер опорную шайбу или цилиндрическую нтулку с эластичной прокладкой.

На фиг. 1 схематически изображен жидкостный сцинтилляционный счетчик с цилиндрическим фотоумножителем, общий нид; на фиг. 2 — вариант выполнения счетчика с разъемным кожу" хом; на фиг. 3 — сцинтиблок с кристаллическим сцинтиллятором, В кожухе 1 счетчика с жидкостным сцинтиллятором (фиг. 1) расположены фотоумножитель 2, частично заполненный сцинтиллирующей жидкостью через штуцер 3, резиновое кольцо 4, герметизирующее объем со сцинтиллятором, магнитный экран 5, опорная шайба б из изоляционного материала, нтулка

7, поджимная гайка 8, узел 9 включения фотоумножителя, узел 10 согласующего каскада, узел 11 подключения счетчика, защитный кожух 12 согласующего каскада, накидная гайка 13 и кольцо 14 для центронки ФЭУ относительно кожуха 1.

308657

ВНИИПИ Заказ 8155/4 Тираж 710 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4

Кожух 1 имеет конический переход от большего диаметра к меньшему. В области сужения, с внутренней стороны кожуха, находится гнездо 15 для точной фиксации положения кольца 4, обеспечивающее надежную герме- .5 тизацию объема сцинтиллятора. Сборка осуществляется следующим образом.

В кожух 1 помещают резиновое уп,лотнительное кольцо 4, устанавливают фотоумножитель 2 и кольцо 14. На цо- !0 коль фотоумножителя надевают шайбу 6, устанавливают втулку 7 и ввинчивают в кожух поджимную гайку 8 до соприкосновения со втулкой 7. Далее сборку помещают в приспособление, с помощью которого на фотоумножитель 2 через упорное кольцо или цилиндр передается осевое усилие и обеспечивается сжатие резинового кольца 4. По ° достижении необходимой степени сжатия кольца 4 затягивают поджимную гайку 8 торцовым ключом до упора, после чего всю сборку вынимают из приспособления (все эти операции можно осуществить и с помощью тарированного торцового ключа, но при этом необходимо следить за сжатием уплотнительного кольца и за смещением шайбы или втулки). Затем, присоединив узел 9 включения фотоумножителя, узел 10 согласующего каскада с узлом

11 подключения счетчика, защитный кожух 12 и гайку 13, получают законченный блок сцинтилляционного счетчика. Завершающей операцией является заполнение детектирующего объема 35 счетчика сцинтиллирующей жидкостью через штуцер 3.

Геометрические формы и относительные размеры конструктивных элементов счетчиков, в частности кожуха и его 4{) гнезда, .методы изготовления их могут быть различными. Например, на фиг. 2 представлена часть счетчика, кожух которого имеет разъемное соединение . в зоне контакта ФЭУ со сцинтиллятором. Фотоумножитель 2 размещен в кожухе 16 с фланцем 17. Сцинтилляционное вещество заключено в контейнер

18 с фланцем 19. Стык фланцев герметизируют эластичной прокладкой 20.

Конструкция счетчика на кристаллическом сцинтилляторе представлена на фиг. 3. Кожух 21 счетчика имеет конический переход, с внутренней стороны кожуха к этому переходу примыкает металлическая профильная втулка 22, которая вместе с кожухом образует гнездо для кольца 4 Фотоум" ножитель 2 поджимают к кольцу 4 с помощью гайки 23 через цилиндрическую втулку 24 и прокладку 25. Внутри профильной втулки 22 устанавливают фторопластовую втулку 26, служающую отражателем и центрирующим элементом для сцинтиллятора 27. Крышка.28 является продолжением кожуха 21, Дальнейшая сборка происходит в сухом боксе, где сцинтиллятор приклеивают к ФЭУ силиконовым клеем., Затем кольцевое пространство между сцинтиллятбром и кожухом при необходимости сначала набивают комкующимся фторопластом, а потом засыпают отражателем 29 - порошком окиси Mg. Торец сцинтиллятора

27 также засыпают порошком отражателя, покрывают диском 30 и прокладкой 31. Крышку 32 приклеивают к кожуху 21 эпоксидным клеем. е

Предлагаемая конструкция может быть легко собрана и разобрана и позволяет использовать серийно выпускаемые фотоэлектронные умножители разных размеров и конструкций.