Способ сборки сцинтилляционного детектора

 

Изобретение относится к детектирующим устройствам для регистрации ионизирующих излучений. В способе сборки сцинтилляционного детектора, включающем нанесение полиорганосилоксанового каучука на выходное окно детектора и выходной торец сцинтиллятора, установку сцинтиллятора в контейнер, формирование элемента оптической связи и светоотражающей оболочки, герметизацию, проведение указанных ог ераций в условиях инертной атмосферы, после сопряжения сцинтиллятора с выходным окном производят в указанных условиях нагрев сборки до 220-250°С со скоростью 2-2,5 град/мин 1, выдержку при указанной температуре 16- 120 мин с последующим охлаждением. 2 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 Т 1/202

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССP (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4925674/25 (22) 25.02.91 (46) 23.12.92; Бюл. N. 47 (71) Научно-производственное объединение

"Монокристалл реактив" (72) Б.В.Гринев, Л.А,Андрющенко, Е.Д.Ковтун, А,И.Проценко и А.М.Литичевский (56) ТУ 6-09.-5405-88 от 1.4.88.

Зая вка Ф P Г N . 3739397, кл. G 01 Т 1/20, 1985. (54) СПОСОБ СБОРКИ СЦИНТИЛЛЯЦИОННОГО ДЕТЕКТОРА (57) Изобретение относится к детектирующим устройствам для регистрации ионизирующих излучений. В способе сборки

Изобретение относится к детектирую- щим устройствам для регистрации ионизирующих излучений и может найти широкое применение при изготовлении высокотемпературных сцинт1.лляционных детекторов, Известен способ изготовления сцинтилляционного детектора, включающий чанесение органосилоксанового каучука на выходное окно и сцинтиллятор, установку щелочно-галлоидного сцинтиллятора в контейнер, формирование элемента оптической связи, формирование светоотражающей оболочки, герметизацию. При этом производится предварительная сушка всех компл ктующих деталей, узлов, оснастки, материалов в условиях замкнутого объема (бокса) путем применения сильного влагопоглотителя.

Указанный способ нашел широкое применение при сборке детекторов, работоспособных в широком интервале температур (от

„„5U„„1783458 А1 сцинтилляционного детектора, включающем нанесение полиорганосилоксанового каучука на выходное окно детектора и выходной торец сцинтиллятора, установку сцинтиллятора в контейнер, формирование элемента оптической связи и светоотражающей оболочки, герметизацию, проведение указанных ойераций в условиях инертной .атмосферы, после сопряжения сцинтиллятора с выходным окном производят в указанных условиях нагрев сборки до

220-250 С со скоростью 2 — 2,5 град/мин выдержку при указанной температуре 10—

120 мин с последующим охлаждением. 2 табл, Ф

-60 до 140 С). Однако при работе на верх- Я нем пределе температур и в области близких к нему температур происходит резкое, зачастую необратимое, ухудшение сцинтилляционных параметров иэделий, причем эа очень короткие времена работы.

Известенспособизготовлениясцинтил- . Сд ляционного "детектора, включающий уста-; фь новку сцинтиллятора в корпус контейнера, . (Я формирование светоотражающей оболочки, (ф герметизацию. Обработку сцинтиллятора, (его прогрев и охлаждение) перед устано- . вокй в корпус, а также все операции пробно- 4 дят в условиях инертной атмосферы.

Указанный способ позволяет изготавли- вать детекторы ионизирующих излучений, раоотоспособные в широком интервале. температур (от -60 до 200 С).

Однако известный способ не лишен недостатков, Прогревом сцинтиллятора удается избавиться от содержания остаточных

1783458

10 ной атмосферы(либо вакуума) несколько по15 во-вторых, найденные скорости нагрева не приводят к растрескиванию сцинтиллятора.

Нагрев со скоростями меньше 2 град/мин нецелесообразен, так как резко удлиняет нижает содержание остаточных летучих соединений; в частности воды, внутри объема детектора, но, как показали йроведенные исследования, не устраняет их времясборкидетектора полностью:

20 Времена удаления летучих соединений

Целью изобретения является повыше- обусловлены формой и размерами элемента ние термопрочности сцинтилляционного оптической связи. Так, для навески менее

0,01 г (детектор 10 мм) требуемое время t0 мйн, а для навески 3 г — 120 мин. детектора без необратимого изменения сцинтилляционных характеристик. "

Кроме того; проведение указанных опеПоставленная цель достигается тем, что 25 в способе сборки сцинтилляционного детек- раций приводит к увеличению адгезии межтора, включающем нанесение йолиоргано-: ду поверхностью сцинтиллятора и элементом .оптической связи, Исключение операции прогрева при силоксанового каучука на выходное окно детектора и выходной торец сцинтйллятора, установку сцинтиллятора в контейнер, фор- 30 сборке детектора в процессе формирования мирование элемента оптической связи и элемента оптической связи во время эксплусветоотра>кающей оболочки, герметиза- атации при температуре больше 150 С прицию, проведейиеуказанныхопераций вус- водит к видимым в нем изменениям: ловиях инертной атмосферы, согласно помутнению и возникновению "дымки" изобретению, после сопряжения сцинтилвнутри объема ляторасвыходнымокномпроизводятвука-,. Проводить нагрев до более высоких занных условиях нагрев сборки до температур нельзя, так как это приводит к температуры 220 — 250 С со скоростью 2-2,5 деструкции элемента оптической связи. град/мин, выдержкуприуказанной темпе- . При повторных прогревах, после цикла ратуре 10-120 мин с последующим охлаж- 40 охлаждения сборки, интенсивности пиков в дением. -::,:;:...,,. :.,: :-:.:.:: ".:.::" несколько раз слабее, что не приводит к

При нагреве сцинтилляторы имеют on- появлению налета на сцинтилляторе в проределенные изменения сцийтилляционных цессе эксплуатации на верхнем пределе рахарактеристик. При этом, Циклы нагрев — бочих температур. охлаждение не приводят к их ухудшению, 45 Предлагаемый способ включает заизмененному в меньшую сторону. Однако в грузку материалов и комплектующих в упакованном виде циклы прогрева приво- . бокс; удаление газообразных компонентов, дят к тому, что уход характеристик необра- реагйрующих со сцинтиллятором, создание тим,т.е.приохлаждении,йапример, кривая в боксе инертной атмосферы; обработку зависимости световыхода от температуры 50 сцинтиллятора; нанесение полиорганосине вернется к исходному значению, а будет локсанового каучука на выходное окно с . проходитзначительнониже.Приэтомподо- внутренней стороны и выходной торец бные ухудшения будут происходит от цикла сцинтиллятора; сочленение сцинтиллятора к циклу. с выходным окном; помещение сборки в неВ основу способа положены экспери- 55 ro и прогрев ее; охлаждение сборки; формиментальноустановленныерезультаты пони- рование светоотражающей оболочки; жения выделения летучих соединений укрепление амортизаторов и выходного окпосле указанных режимов обработки внутрь на; герметизацию, объема детектора из элемента оптической На всех этапах, кроме трех последуюсвязи, щих, осуществляется контроль атмосферы, соединений на поверхности сцинтиллятора, десорбирующихся с нее при последующих прогревах при эксплуатации в замкнутый объем детектора. Хорошо известно, что для улучшения сцинтилляционных характеристик формируют элемент оптической связи между сцинтиллятором и выходным окном детектора. В качестве элементов оптической связи находят применение различные модификации органосилоксановых каучуков. В процессе нагрева в замкнутом обьеме они подвергаются деструкции с выделением .летучих соединений. Поэтому прогрев сцинтиллятора в условйях инертВ результате экспериментов по термодесорбции веществ и летучих соединений из НВВесоК полиорганосилоксановых каучуков установлено, что в интервале температур 100 — 150 С наблюдаются резкие всплески интенсивности пиков с массами от

2 до 514, которые уменьшаются по мере нагрева до 200 — 250 С, Скорость нагрева обусловлена двумя факторами: во-первых, не позволяет резко отвердевать элементу оптической связи и как бы фиксировать в себе пузыри остаточных газов, т,е. весь объем элемента имеет возможность равномерно избавиться от летучих соединений, а

1783458

Таблица 1 а0лица при прогреве и охлаждении — контроль температуры, при прогреве — хронометраж.

Проводился прогрев при 200 С в течечие 10 ч сборки кристалл — выходное окно с элементом оптической связи (ЭОС) иэ пол- 5 идиметилсилоксана с платиносодержащим катализатором и отвердителем из гидросилоксанового олигомера в детекторе со сцинтиллятором Nal (Tl) размером 418х160 мм, который переупаковывали после каждого 10 прогрева, последовательно изменяя температуру удаления летучих в ЭОС (см. табл.1), Прогрев ЭОС проводили в течение 20 мин.

Также проводились эксперименты по прогреву при 200 С в течение 10ч аналогич- 15 ното детектора, у которого по заявляемому способу при 235 С предварительно удалялись летучие соединения из ЭОС изменением времени прогрева (см, табл.2) и также проводились последовательные переупа- 20 ковки.

Во всех экспериментах нагрев прово-дился со скоростью 2 — 2,5 град/мин, так как меньшие скорости прогрева нецелесообразны из-за удлинения процесса сборки, а 25 большие скорости приводят к растрескиванию сцинтиллятора, Были изготовлены шесть сцинтилляционных детекторов на основе поликристаллов 30

Nal (TI) размером сцинтиллятора ф18х160 мм с элементом оптической связи, выполненным из полидиметилсилоксана G платиносо- . держащим катализатором и отвердителем из гидридсилоксанового олигомера. Три из 35 них обработаны по предлагаемому способу, а три упакованы без прогрева.

После испытаний ча термовоздействие в течение 10 ч при температуре 200 С световыход детекторов, изготовленных без прогрева элемента оптической связи, ухудшился необратимо на 30 /, а световыход детекторов, изготовленных по предлагаемому способу, остался практически без изменений.

Иэ вышеуказанного ясно, что предлагаемый способ позволит повысить термопрочность сцинтилляционного детектора за счет удалейия летучих соединений из контейнера в процессе сборки.

Формула изобретения

Способ сборки сцинтилляционного детектора, включающий нанесение полиорганосилоксанового каучука на выходное окно детектора и выходной торец сцинтиллятора, установку сцинтиллятора в контейнер, формирование элемента оптической связи и светоотражающей оболочки, герметизацию; проведение указанных операций в условиях инертной атмосферы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения термопрочности сцинтилляционного детектора без необратимого изменения . сцинтилляционных характеристик, после сопряжения сцинтиллятора с выходным окном производят в указанных условиях нагрев сборки до. 220-250 С со скоростью

2 — 2,5 град/мин, выдержку при указанной температуре 10-120 мин с последующим охлаждением,