Спосіб виготовлення сцинтиляторів із монокристалів вольфрамату кадмію

Изобретение относится к области получения сцинтилляционных детекторов из сцинтилляционных кристаллов и может быть использовано при промышленном производстве детекторов ионизирующего излучения. Известен способ изготовления сцинтилляторов, включающий ориентирование, резку, шлифовку и полировку кристаллов, выбранный в качестве прототипа. Недостатком этого способа применительно к монокристаллам вольфрамата кадмия является то, что из-за неопределенности оптимальной ориентации граней сцинтиллятора (обычно имеющего форму параллелепипеда или цилиндра) световой выход не достигает максимальной величины (меньше на 20-25%). Задачей изобретения является разработка способа изготовления сцинтилляторов из монокристаллов вольфрамата кадмия, который позволяет повысить световой выход сцинтилляционного детектора путем обеспечения минимального отражения света внутрь сцинтиллятора. Решение задачи обеспечивается тем, что в способе изготовления сцинтилляторов из монокристаллов вольфрамата кадмия, включающем ориентирование, резку, шлифовку и полировку монокристаллов, согласно изобретению, грань сцинтиллятора, обращенную к фотоприемнику, изготавливают ориентированной по кристаллографической плоскости (Т01), или (010), или (001) при разориентации не более 5 градусов. Увеличение светового выхода достигается за счет того, что максимумы индикатриссы (диаграммы направленности) радиолюминесценции (света сцинтилляции) кристаллов вольфрамата кадмия (CWO) направлены перпендикулярно вышеуказанным кристаллографическим плоскостям. При такой ориентации выходной грани отражение света внутрь сцинтиллятора минимально и поэтому достигается максимум выхода света на фотоприемник. Примеры значений величины светового выхода сцинтилляторов из монокристаллов вольфрамата кадмия в виде кубиков 10x10x10 мм для различных направлений облучения и ориентации выходной грани (прилегающей к фотоприемнику) относительно кристаллографических плоскостей приведены в таблице. Испытания (см. табл.) показали, что для оптимальных ориентации выходных граней сцинтилляторов вблизи (Т01), (010) или (001) световой выход увеличивается на 10-25% относительно его значений для произвольной ориентации. Из таблицы также видно, что разориентация выходной грани относительно оптимальной плоскости более 5 градусов приводит к значениям светового выхода, соответствующим произвольной ориентации, т.е. разориентация свыше 5 градусов недопустима. Заявленный способ включает следующие операции: 1. Ориентирование кристалла таким образом, чтобы будущая выходная грань сцинтиллятора совпадала с кристаллографической плоскостью. 2. Ориентированная резка кристалла. 3. Шлифовка граней. 4. Полировка граней. Пример осуществления способа. На монокристалле вольфрамата кадмия 045x100мм (после предварительной визуальной оценки по его габитусу) с помощью рентгеновского дифрактометра ДРОН-1 и шлифовального станка типа СД-150 выводится опорная плоскость, соответствующая кристаллографической плоскости (Т01). Далее кристалл закрепляется (приклеивается) на подложке и производится его разметка и ориентированная резка алмазным диском на станке типа 2405 таким образом, чтобы получаемые при этом заготовки сцинтилляторов (например, 10x10x2 мм или 040x45 мм) имели выходную грань, совпадающую с выведенной ранее плоскостью с точностью не более 1°. Далее производится окончательная резка заготовок на заготовки требуемого размера с необходимым припуском на обработку. Затем заготовки в блоках шлифуют и полируют до получения сцинтилляторов заданных размеров и шероховатости поверхности. По окончании изготовления сцинтилляторов их передают на контроль сцинтилляционных параметров. Были проведены сравнительные лабораторные испытания заявляемого способа и по прототипу (см. табл.). Изготавливалось из различных монокристаллов вольфрамата кадмия более 30 сцинтилляторов. Результаты испытаний приведены в таблице. Для сцинтилляторов из кристаллов CWО повышение в относительной величине светового выхода составляет 10-25% и более. Способ позволяет существенно повысить световой выход сцинтилляционных детекторов и тем самым их чувствительность.