Способ отбора кристаллических заготовок n @ j(т @ ) для изготовления сцинтилляционных счетчиков

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)5 О 01 Т 1/202

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 2905603/25 (22) 07.04.80 (46) 23.01.93. Бюл. II . 3 (72). З.Л.Виноград, Н.I0.Гуревич и l0,А.Цирлин (56) Долгополова А.В, Исследование влияния некоторых технологических факторов на оптические и сцинтилляционные характеристики активированных монокристаллов иодистого натрия, подвергнутых гамма-облученйю. Проверка работоспособности детекторов размерами 30 > 5.мм на воздействие повышенных доз радиации в диапазоне температур, - Промежуточный отчет, М 76040826, 1978,. гл, 1.

Долгополова A.Â. Исследование влияния некоторых технологических факторов на оптические сцинтилляционные характеристики активированных монокристаллов иодистого натрия, подвергнутых гамма-облучению. Там же, гл. ХХХ.

Изобретение касается регистрации ионизирующего излучения и может быть использовано для отбора кристаллических заготовок НаХ(Т1) и. изготовления на их основе сцинтилляционных счетчиков с заданной стабильностью платосчетной характеристики после радиационных воздействий в широком диапазоне температур (+60 С).

Параметром, характеризующим платосчетной характеристики, является наклон плато при заданной протяженности (Р)-, „„. рЦ „„862700 А1

:(54)(57) СПОСОБ ОТБОРА КРИСТАЛЛИЧЕС КИХ ЗАГОТОВОК NaI(T1) ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ СЧЕТЧИКОВ . включающий облучение g-радиацией, отличающийся тем, что, с целью исключения непроизводитель" ных затрат и сокращения времени отбо» ра, кристаллическую заготовку при комнатной температуре подвергают импульсному облучению длительностью

10 - 2 -10 зс, через интервал времени 3-10 - 7 10 с после окончания облучения измеряют интенсивность послесвечения и по значению этой величины и ранее найденной градуиро" вочной кривой осуществляют отбор заготовок для изготовления сцинтилляционных счетчиков, обладающих заданной стабильностью платосчетной харак-, теристики после радиационного воздействия в диапазоне температур

+ 60 С. ф о

Известно, что одной из основных причин, вызывающих изменение параметров плато является послесвечение, возникающее в сцинтилляционных кристаллах после радиационйого воздействия, Известно также, что интенсивность послесвечения в кристаллах NaI(T1) существенно зависит от температуры и в интервале +60 С достигает наибольшего значения при -40 С. Поэтому все известные способы отбора детекторов NaI (Tl), обладающих. за-, 862700 данной стабильностью платосчетной характеристики после радиационного воздействия в интервале температур

+60 С, проводятся только при -40 С.

Известен способ с непосредственным измеренИем наклона платосчетной характеристики у детекторов NaI(T1) после воздействия Ij -радиации при

-40 С включающий охлаждение испытуемого детектора в термостате до -40"С; измерение скорости счета сцинтилляционных импульсов, возбуждаемых потоком -квантов малой интенсивности, при различных напряжениях на фотоумножителе и определение наклона платосчетной характеристики; облучение детектора потоком -квантов большой интенсивности с последующим измерениеч наклона платосчетной характеристики; отбор тех детекторов, у которых изменение наклона платосчетной характеристики после радиационного воздействия не превышает заданных допустимых значений.

Ближайшим к заявляемому по технической сущности является способ отбора кристаллических заготовок

МаЕ(Т1) для изготовления сцинтилляционных счетчиков, включающий облучение $ -радиацией.

Этот способ отбора детекторов основан на измерении фоновой скорости счета испытуемых детекторов и заключается в том, что испытуемый детектор охлаждают до -40 С; определяют фоновую скорость счета детектора до облучения (N ) при пороге регистрации 20 кэВ в шкале детектора; испытуемый детектор облучают -квантами большой интенсивности и после этого определяют фоновую скорость счета (N) детектора после облучения на том же пороге регистрации; по величине изменения фоновой скорости счета QN=

=N-N0 и определенной ранее зависимости наклона P от величины ЬИ определяют изменение наклона плато де,текторов NaI(T1) после радиационного воздействия при -40 С и отбирают те из них, которые удовлетворяют предъявляемым требованиям.

Оба известных способа могут быть реализованы только на упакованных кристаллах (детекторах), что приводит к большим непроизводительным затратам на контейнеризацию заготовок, не удовлетворяющих предъявляемым требованиям, при этом повторное использование контейнеров исключено„

Необходимость охлаждения детекторов до -40ОС приводит к существенному усложнению требуемой аппаратуры и значительному увеличению длительности во времени процесса отбора (только охлаждение до -40 С и нагрев до

1О комнатной температуры требует не менее 1 ч.) .

Целью изобретения является сокращение времени, исключение непроизводительных затрат и упрощение процес15 са отбора заготовок.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе отбора кристаллических заготовок ИаЕ(Tl) для изготовления сцинтилляционных счет2О чиков, включающем облучение g""papua" цией, кристаллическую заготовку

NaI(Tl) при комнатной температуре подвергают импульсному облучению ионизирующим излучением длительностью

10 - 2 ° 10 с, а затем через интервал времени 3 -10 - 7 .10 с после окончания облучения измеряют интенсивность послесвечения (J) и по зна" чению этой величины и ранее найденЗО ной градуировочной кривой осуществляют отбор заготовок для изготовления сцинтилляционных счетчиков, обладающих заданной стабильностью платосчетной характеристики после радиационного воздействия в диапазоне температур +60 С. По градуировочной кривой корреляционной зависимости dr(Х) определяют величину ДP - изменение наклона плато счетной характеристики

4О детектора, содержащего исследованную заготовку и подвергнутого радиационному воздействию при -40 С, I

Время импульсного облучения и ин45 тервал времени между окончанием облучения и измерением послесвечения были определены в процессе исследований и соответствуют наилучшей корреляционной зависимости между радиационным изменением наклона плато детектора при -40 С и величиной послесвечения заготовки при комнатой температуре.

Отклонение времени облучения и интервала времени между окончанием облучения и измерением величины J от указанных выше значений приводит к нарушению корреляции между величинами J иЬР.

862700 6 вались с помощью подбора числа оборотов диска и взаимного расположения

ФЭУ и -источника.

По предлагаемому способу были проведены измерения интенсивности послесвечения на партии заготовок

NaI(T1) в количестве 35 шт, 7 заготовок были отобраны как удовлетворяю10 щие предъявляемым требованиям. При этом на проведение отбора заготовок было затрачено 7 мин, 5

Данные для построения градуировочной кривой 6 P(J) были получены следующим образом: партию кристаллических заготовок размером 30>5 мм в количестве 35 шт облучали при комнатной температуре импульсным -излу чением длительностью 1,2 .10 с и через интервал времени 5 10 зс измеряли значения J; (i = 1,2...35).

После упаковки заготовок в контейнер на детекторах методом непосредственного измерения были получены значения 6 Р . По значениям

J; и b, P была построена градуировочная кривая (см. фиг. 1) . Незначительный разброс точек на фиг. 1 не превышает допустимую погрешность в определении наклона платосчетной характеристики, Пример l. Для создания импульсного облучения было использовано устройство (см, фиг. 2), состоящее из светонепроницаемого сухого бокса 1, стального диска 2 .с 15 гнездами 3 для заготовок, который мог вращаться с помощью электромотора 4 со скоростью 600 об/мин, при этом каждая заготовка за один оборот диска, проходя в зоне действия источника 5 ) -излучения Am активностью . 2 Ки облучалась в течение 1,2 ° 10 с и через интервал времени 5 10 с проходила над фотоумножителем 6, который питался стабилизированным напряжением от стабилизатора 7 типа

ВС-22, Интенсивность послесвечения Л; заготовок фиксировалась с помощью запоминающего осциллографа 8 типа

С8-9 A.

Для идентификации импульсов íà осциллографе заготовки и в гнезда укладывались в определенной последовательности (в направлении против вращения диска), при этом в одно из гнезд заготовка не укладывалась. Отсчет значений J производился от выделенного участка осциллограммы.

На фиг.3 приведен пример осциллограммы полученной на 14 заготовь о ках, температура в помещении 22 С, время облучения. и интервал времени между окончанием облучения и измерением (1,2 10 и 5 ° 10 с) устанавлиДля сравнения был проведен отбор известным способом. При этом было затрачено 5 ч и были отобраны те же

7 образцов. Затраты на контейнеризацию 28 заготовок оказались непроизводительными.

20 Пример 2. В качестве источника ионизирующей радиации использо"..= вана рентгеновская установка РУП150/300. Для создания импульсов длительностью (1-2) 10 с испольэовали

25 механический модулятор пучка (латунный цилиндр Р 50 мм с отверстием, перпендикулярным оси цилиндра, вращался с помощью электромотора), Испытуемые заготовки (по 1 шт) уста30 навливались на фотокатод ФЭУ и облучались импульсами рентгеновской радиации. Послесвечение J; фиксировалось на запоминающем осцилло" графе.

35 Определение параметра ЬР производилось, как в примере 1, по определенной заранее градуировочной кривой

QP(J) .

Из приведенных двух примеров более

40 предпочтительным является первый, так как позволяет практически одновременно проводить измерения на нескольких заготовках (14 шт). Таким образом, использование пред4g лагаемого способа: сокращает время отбора более чем в 40 раз.; исключает непроизводительные затраты на контейнеризацию заготовок

50 не удовлетворяющих предъявляемым требованиям; . упрощает процесс отбора за счет исключения охлаждения и применения

-для этого сложного. и дорогого обо"

55 рудования.

Ор

Фиг. Ю

Редактор Т,йарганова

»»

Техред М.Моргентал

Корректор 0,Êðàeöîâà Заказ 1088 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

46%

f20

Jplf4

05 фф

06 08 1,0 I,Z J, Е4 фиг. I