Рідкий сцинтилятор

Рідкий сцинтилятор, що містить у собі органічний розчинник, нафталін та люмінесцентну добавку, який відрізняється тим, що розчинником є бензилбензоат при співвідношенні компонентів, мас. %: бензилбензоат 84,0-87,0 нафталін 12,5-15,0 люмінесцентна добавка 0,4-0,7. (19) (21) 2003010031 (22) 02.01.2003 (24) 17.07.2006 (46) 17.07.2006, Бюл. № 7, 2006 р. (72) Галунов Микола Захарович, Гриньов Борис Вікторович, Красовицький Борис Мордухович, Лисова Інна Вікторівна, Паценкер Леонід Давідович, Хабусева Санія Умарівна (73) ІНСТИТУТ СЦИНТИЛЯЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) UA, 24971, C2, 25.12.1998 SU, 1163625, A1, 30.11.1993 SU, 560194, 30.05.1977 RU, 2080625, C1, 27.05.1997 3 76109 створення рідкого сцинтилятора, який, з урахуванням його призначення для роботи у великих обсягах, був би при високій сцинтиляційній ефективності вогнебезпечним, нетоксичним та доступним. Розв'язання цієї задачі забезпечується тим, що в рідкому сцинтиляторі, який вміщує органічний розчинник, нафталін та люмінесцентну добавку, згідно винаходу, розчинником є бензілбензоат при співвідношенні компонентів, мас. %: Бензілбензоат - 84,0 - 87,0 Нафталін-12,5-15,0 Люмінесцентна добавка - 0,4 - 0,7. Бензілбензоат (А) - нетоксичний розчинник (III клас небезпечності; ЛД50 = 4000 мг/кг, ЛК50 = 1700 мг/л), що виробляється промисловістю як тонажний продукт та застосовується у медицині (фармакопейна стаття ФС 42У-45-602-39). На відміну від прототипу, ароматичний і, в той же час, полярний характер молекул органічного розчинника, що пропонується, забезпечує більш високу розчинність в ньому активуючих сполук, більш високу сцинтиляційну ефективність. Температура кипіння бензілбензоату 323-324 °С, температура спалаху 156-158 °С - значно вища ніж у рідких парафінів (98 °С). Застосування бензілбензоату дає можливість збільшити вміст у сцинтиляторі нафталіну, який сприяє більш високій сцинтиляційній ефективності, до 15 мас. % без випадіння його з розчину при кімнатній температурі та до 12,5 мас. % при -5...-7 °С, в той час як у сцинтиляторі на основі рідких парафінів, що розчиняють до 10 % нафталіну, для цього додатково вводять ксилол, який знижує температуру спалаху і тим збільшує вогненебезпечність, або повністю заміняють нафталін ксилолом, менш доступним 1метилнафталіном. Застосування в якості органічного розчинника бензілбензоату забезпечило можливість використання іншої ніж у прототипі, більш доступної, але нерозчинної у рідких парафінах, люмінесцентної добавки, а саме 2-феніл-5-(4-бифеніліл)оксадиазолу (PBD); при цьому сцинтиляційна ефективність складає 79-82 %, а використання тієї, що і в прототипі, теж доступної люмінесцентної добавки - 1,3,5-трифеніл-2-пиразолі-ну (ТРР) забезпечило збільшення сцинтиляційної ефективності до 4 80 %, на відміну від прототипу, де вона значно нижча. У таблиці надані порівняльні дані сцинтилятора, що заявляється, та прототипу. Приклад 1. У ємність заливають 845 г (84,5 мас. %) бензілбензоату, розчиняють в ньому 150 г (15 мас. %) нафталіну та 5 г (0,5 мас. %) 1.3,5трифеніл-2-пиразоліну, до повного розчинення люмінесцентної добавки. Спектри люмінесценції сцинтилятора вимірювали, як і у прототипі, на установці, яка складається з дзеркального монохроматора ЗМР-3, приймача оптичного випромінювання ФЕУ-18, мікроамперметра М-95. Фотолюмінесценцію збуджували лампою СВДШ-500, з спектру якої кварцевим монохроматором виділяли світло з довжиною хвилі 313 нм. Максимум люмінесценції ( макс. люм.) 455 нм. Сцинтиляційну ефективність теж, як і у прототипі, визначали по середньому фототоку ФЕУ-13А при дії на сцинтилятор радіоактивним джерелом 137Cs по відношенню до еталонного розчину (0,4 мас. % пара-терфенілу і 0,01 мас. % РОРОР в толуолі). Сцинтиляційна ефективність (Ісц.) 80 %. Приклад 2. Аналогічним чином одержують сцинтилятор з 846 г (84,6 мас. %) бензілбензоату, 150 г (15 мас. %) нафталіну та 4 г (0,4 мас. %) 2феніл-5-(4-бифеніліл)-1,3,4-оксадиазолу. Максимум люмінесценції ( макс. люм. ) 375 нм. Сцинтиляційна ефективність (Ісц.) 82 %. Ці та інші приклади наведені у таблиці, яка показує, що вихід за граничні значення параметрів, які є предметом заявки (склади 1-4, 12-14), приводить до зниження сцинтиляційної ефективності. Використання люмінесцентної добавки у кількості, яка перевищує верхні значення заявки, недоцільно, бо не дає позитивних наслідків (таблиця, склади 11, 17). Застосування в якості сцинтиляційного розчинника доступного, нетоксичного та вогнебезпечного бензілбензоату у сукупності з нафталіном та люмінесцентними добавками - 1,3,5-трифеніл-2пиразоліном та 2-феніл-5-(4-бифеніліл)-1,3,4оксадиазолом - дає можливість підвищити сцинтиляційну ефективність в 1,3-1,6 рази і, що дуже важливо при роботі з великими обсягами сцинтилятора, знизити його токсичність та вогненебезпечність. Таблиця 1 1 2 3 4 5 6 7 Бензілбензоат 2 91,4 89,5 87,2 82,6 87,0 86,9 85,4 Вміст компонентів, мас. % Нафталін ТРР 3 4 8,0 0,6 10,0 0,5 12,5 0,3 17,0* 0,4 12,5 0,5 12,5 0,6 14,0 0,6 PBD 5 _ — — — — — — макс. люмінесценції 6 455 455 455 455 455 455 455 Ісц. 7 68 70 70 — 78 79 80 5 76109 6 Продовження таблиці 1 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2 84,5 84,4 84,3 84,2 91,5 84,7 89,5 89,3 86,9 86,7 84,6 84,4 84,3 3 15,0 15,0 15,0 15,0 8,0 15,0 10,0 10,0 12,5 12,5 15,0 15,0 15,0 21 94,5** 5,0 22 89,5** 10,0 * Неповністю розчиняється у бензілбензоаті. ** Рідкі парафіни. Комп’ютерна верстка О. Чепелев 4 0,5 0,6 0,7 0,8 — — — — — — — — — Прототип 0,5 0,5 5 — — — — 0,5 0,3 0,5 0,7 0,6 0,8 0,4 0,6 0,7 6 455 455 455 455 375 375 375 375 375 375 375 375 375 7 80 80 80 78 72 70 72 75 80 78 82 82 79 — — 435 440 52 64 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП ―Український інститут промислової власності‖, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601