Спосіб виготовлення органічного сцинтилятору на основі стильбену для реєстрації швидких нейтронів

Спосіб виготовлення органічного сцинтилятору на основі стильбену для реєстрації швидких 3 37010 при температурі 100-120°С в низькомолекулярному поліорганосилоксановому каучуці в'язкістю 15пз протягом 3-4 годин, введення їх в оптично прозоре імерсійне середовище, яке являє собою кремнійорганічну матрицю, що містить 10-40% мас. фенольних ланок, (2,0-7,0)·10-4% платини і в якості загущувача силоксановий олігомер, який містить 0,5-0,7мас.% гідридсилоксанових груп. Як показали експериментальні дані, до недоліків виготовлених сцинтиляторів для реєстрації швидких нейтронів з використанням часток стильбену з аналогічними лінійними розмірами в зазначеному імерсійному середовищі, як і сцинтиляторів на основі n-терфенілу, слід віднести наявність платини в кремнійорганічній матриці: сцинтилятор, залишаючись прозорим, здобуває згодом сірий відтінок, що приводить до погіршення сцинтиляційних характеристик детектора. Крім того, зазначене імерсійне середовище згодом також втрачає свої пластичні властивості (стає крихким), що приводить до руйнування детектора й, відповідно, погіршенню сцинтиляційних характеристик. Відомий спосіб виготовлення органічного сцинтилятору на основі стильбену для реєстрації швидких нейтронів [заявка України №а200708433, G01T1/20, 3/00], який включає попередню очистку вихідної сировини за методом направленої кристалізації, вирощування монокристалу стильбену, механічне подрібнення монокристалів при низькій температурі, відбір часток з лінійними розмірами 0,5-2,5мм, введення їх в оптично прозоре імерсійне середовище "Sylgard527" з розрахунку вмісту стильбену в середовищі не менш 70%. Не дивлячись на високі сцинтиляційні характеристики сцинтиляторів, що одержують, суттєвим недоліком відомого способу є трудомісткість процесу, великі енерговитрати та необхідність використання спеціального устаткування (так, наприклад, вирощування монокристалу стильбену діаметром 20мм відбувається протягом 10 діб). Як прототип за кількістю загальних ознак обраний останній з наведених аналогів. В основу корисної моделі поставлене завдання розробки простого та доступного способу виготовлення органічного сцинтилятору на основі стильбену для реєстрації швидких нейтронів зі збереженням високих сцинтиляційних характеристик. Рішення поставленого завдання забезпечується тим, що в способі виготовлення органічного сцинтилятору на основі стильбену для реєстрації швидких нейтронів, який включає попередню очистку ви хідної сировини за методом направленої кристалізації, механічне подрібнення очищеної 4 сировини при низькій температурі, наступне введення відібраних часток стильбену з лінійним розміром 0,5-2,5мм в імерсійне середовище, згідно корисної моделі, частки стильбену вказаних розмірів відбирають з подрібненої очищеної сировини. Під час направленої кристалізації сировини одержують первинний кристал стильбену, який під дією кріогенного роздроблення розпадається на мікромонокристали. В ході досліджень було встановлено, що при введенні часток стильбену з лінійним розміром 0,5-2,5мм, відібраних з подрібненої і очищеної за методом направленої кристалізації сировини (вказаних мікромонокристалів), в імерсійне середовище, одержують композиційні сцинтилятори, що мають високі сцинтиляційні характеристики. Так, сцинтиляційні характеристики одержаних сцинтиляторів з дробленої перекристалізованої сировини стильбену та з дробленого монокристалу, вирощеного з розплаву за способомпрототипом, ідентичні (див. табл.1). Таким чином, спосіб виготовлення органічних сцинтиляторів з очищеного, перекристалізованого і потім роздробленого стильбену набагато дешевший та технологічно простіший ніж підхід, оснований на очищенні сировини, вирощуванні монокристалу з наступним його дробленням (див. табл.2). У таблиці 1 наведено ефективність реєстрації швидких нейтронів і світловий вихід детектора, виготовленого за способом, що заявляється, і детектора, виготовленого за способом-прототипом, у порівнянні з еталоном (монокристалом стильбену). У таблиці 2 наведені порівняльні дані тривалості технологічних операцій одержання органічного сцинтилятору на основі стильбену за способом, що заявляється, та за способом-прототипом. У таблиці 3 наведені дані повторних (протягом 12 місяців) вимірів відносної ефективності реєстрації швидких нейтронів і світлового виходу детектора, виготовленого за способом, що заявляється. Сцинтилятор для реєстрації швидких нейтронів виготовляють у такий спосіб. Заготівки стильбену, одержані при попередньому очищенні вихідної сировини за методом направленої кристалізації, подрібнюють при низькій температурі, просівають через сита з різними розмірами ячейки від 0,5 до 2,5мм і поміщають отримані в такий спосіб частки стильбену в попередньо ретельно перемішане імерсійне середовище «Sylgard-527» з розрахунку вмісту стильбену в середовищі не менш 70%. Суміш перемішують, вакуум ують до повного видалення повітряних включень і витримують протягом 48 годин під вантажем при кімнатній температурі до повної полімеризації імерсійного середовища. 5 37010 6 Таблиця 1 Відносна ефективність реєстрації швидких нейтронів, відн. од. Спосіб виготовлення Світловий вихід*, у тис. фотонів 100 17,8 93,3 93,0 16,6 16,5 Еталон (монокристал стильбену) Спосіб-прототип Спосіб, що заявляється * Світловий вихід від g-частки 137Cs (0,477МеВ) Таблиця 2 Технологічні стадії 168 7 240 1,5 Спосіб, що заявляється 168 – – 1,5 61 61 477,5 230,5 Спосіб-прототип Очистка сировини за методом направленої кристалізації, годин Підготовка ампули з сировиною для вирощування, годин Вирощування монокристалу*, годин Дроблення при низькій температурі, годин Одержання сцинтилятору (відбір фракцій та внесення в імерсійне середовище), годин Всього, годин * Дані наведені для вирощування монокристалу діаметром 20мм Таблиця 3 Детектор, що заявляється 1 місяць експлуатації 3 місяці експлуатації 6 місяців експлуатації 1 рік експлуатації Відносна ефективність реєстрації швидких нейтронів, відн. од. 95 93 94 94 Світловий вихід*, у тис. фотонів 16,6 16,5 16,2 16,3 * Світловий вихід від g-частки 137Cs (0,477МеВ) Як видно з даних таблиць 1-3, пропоноване технічне рішення забезпечує можливість створення сцинтилятора для реєстрації швидких нейтронів, що має високу ефективність реєстрації швидких нейтронів (на рівні еталона - монокристалу стильбену), а також забезпечує роздільну реєстрацію нейтронів і фонового g-випромінювання й Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко збереження сцинтиляційних характеристик у процесі роботи. Крім того, спосіб, що заявляється, дозволяє значно здешевіти (знизити енерго-, трудовитрати) та спростити технологію одержання сцинтиляторів для реєстрації швидких нейтронів, за рахунок виключення стадії вирощування монокристалу. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601