Елемент оптичного зв’язку сцинтиляційного детектора

Изобретение относится к сцинтилляци•>нным приборам и может быть использова но для изготовления длинномерных и крупногабаритных детекторов ионизирующих излучений. Цель изобретения - сокращение технологического времени сборки при сохранении сцинтилляционных характеристик. Цель достигается использованием в качестве элемента оптической связи композиции на основе полиорганосилоксанового каучука и отвердителя - гидридсилоксанового олигомера ОГС при содержании отвердителя 1,4-1,6 мае % Предлагаемое техническое решение позволяет сократить технологическое время сборки детекторов на 22 ч при сохранении высоких сцинтилляционных характеристик 1 фиг, 2 табл. Изобретение относится к сцинтилляцидетектирующим устройствам и может найти широкое применение при конструировании и изготовлении приборов ^ля регистрации ионизирующих излучений, (особенно длинномерных и крупногабаритных детекторов Цель изобретения - сокращение технологического времени сборки детекторов при сохранении сцинтилляционных характеристик. В сцинтилляционном детекторе в элементе оптической связи, расположенном между сцинтиллятором и выходным окном и выполненном из композиции на основе полиорганосилоксанового каучука и отвердителя, в качестве отвердителя использован гидридсилоксановый олигомер ОГС, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Отвердитель 1,4-1,6 Каучук Остальное Применение в качестве отвердителя гидридсилоксанового олигомера ОГС позволяет сократить технологическое время сборки детектора за счет исключения при вулканизации элемента опшческой связи выделения летучих продуктов и быстрого возрастания вязкоупругих свойств композиции, что позволяет осуществлять следующую операцию сборки детектора не после полной вулканизации композиции (перехода в резиноподобное состояние), а с момента перехода композиции а гелеобразноє состояние, не более чем через 2 ч. когда модуль сдвига более 5 КПа а угол потерь более 30°, которые исключают возможность выдавливания клея из зоны оптического контакта. Уменьшение содержания отвердителя менее 1,4% приводит к снижению прочности вулканизата и образованию дефектов в элементе оптической связи при воздействии повышенных механических и климати 38-91 "гг-яі РГИ? -С-' 1685171 чесшх нагрузок, снижению их сцинтилляционных параметров. Увеличение содержания отвердителя более 1,6% приводит к снижению эластичности элемента оптической связи, сниже- 5 нию адгезии к поверхности щелочногалоидных сцинтилляторов, образованию отклеек, приводящих к ухудшению сцинтилляционных характеристик. На чертеже представлен предлагаемый 10 сцинтилляционный детектор. Сцинтилляционный детектор содержит корпус 1, выходное оптическое окно 2, монокристаллический сцинтиллятор 3, элемент 4 оптической связи, порошкообразный 15 отражатель Б, амортизирующий элемент б, крышку 7. Принцип работы сцинтилляционного детектора основан на преобразовании проникающих через стенки корпуса 1, слой от- 20 ражателя 5, амортизирующий элемент 6, крышку 7 в сцинтиллятор 3 квантов энергии ионизирующего излучения во вспышки видимого света, которые затем через элемент 4 оптической связи и прозрачное выходное 25 окно 2 выводятся на фотоэлектронный умножитель, где, в свою очередь, вспышки видимого света преобразуются в импульсы электрического тока. В табл. 1 приведены результаты изме- 30 рений сцинтилляционных детекторов на оснрве монокристаллов Nal(Tfc), размерами 30x63 мм, изготовленных С элементом оптической связи из композиции на основе кау- 35 чука, содержащего винильные группы и платину 0,19-10" г/а на 1 г полимера с различным содержанием отвердителя ОҐС. В табл. 2 приведены результаты испытаний сцинтилляционных детекторов на ос- 40 нове монокристаллов Nal(Tf) размерами 30x63 мм, выполненных в соответствии с предлагаемым техническим решением и известным. Как следует из табл. 1, только при соот- 45 ношении компонентов, соответствующим предлагаемым параметрам обеспечивается достижение поставленной цели. Выход за граничные параметры приводит к образованию дефектов в оптическом контакте и сни- 50 жению сцинтилляционных параметров детектора. П р и м е р . Предлагаемая конструкция детектора была проверена на детекторах со сцинтилляторами на основе монокристал- 55 лов Nal(Tf) размерами 30x63 мм. Была изготовлена партия детекторов в количестве 6 шт. В качестве элемента оптической связи использовалась клеевая композиция на основе полиорганосилоксанового каучука, со держащего 0,2 - 10 r/ат платины на 1 г полимера, а в качестве отвердителй - гидридсилоксановый олигомер ОГС при следующем соотношении компонентов, мас.%: Каучук 985 Отвердитель 1,5 Формирование светоотражающей оболочки из порошкообразного отражателя оксида магния у трех детекторов производилась через 24 ч после полной вулканизации каучука, а у трех через 2,0 ч после оптического сочленения сцинтиллятора с выходным окном детектора. Была также изготовлена партия детекторов на основе монокристаллов Nal(Tf) размерами 30x63 мм в количестве 6 шт в соответствии с известным решением Элемент оптической связи был выполнен из композиции на основе полиорганосилоксанового каучука марки СКТН МЕД и отверстия (катализатора № 68 ОСТ 38. 03239-81) при следующем соотношении компонентов, мае. %: Каучук ' 100 Отвердитель 4 У трех детекторов формирование светоотражающей оболочки из порошкообразного отражателя проводилось после полной вулканизации каучука и удаления летучих продуктов, а у трех через 2,0 ч Все изготовленные детекторы подвергались испытаниям: климатическим воздействию температуры +150°С в течение 3 ч, воздействию температуры - 60°С в течение 3 ч, - механическим, воздействию одиночных ударов с ускорением 200 д. многократных ударов с ускорением 15 g вибрации в диапазоне частот от 10 до 2000 Гц с ускорением 5 g в течение 24 ч. Как видно из табл 2 все детекторы, изготовленные в соответствии с предлагаемым техническим решением, имеют хорошие сцинтилляционные характеристики. Световой выход и энергетическое разрешение детекторов, у котооых формирование светоотражающей оболочки осуществлялось через 2,0 ч после оптического сочленения сцинтиллятора с выходным окном не ниже, чем у детекторов, формирование светоотражающей оболочки которых производилось через 24 ч. После испытаний сцинтилляционные характеристики детекторов практически не изменились. Сцинтилляционные характеристики детекторов, изготовленных в соответствии с известным решением, у которых формирование светоотражающей оболочки осуществлялось через 2 ч после оптического сочленения сцинтиллятора с выходным ок 1685171 ном детектора, хуже, чем у детекторов, у Формула изобретения которых формирование светоотражающей Элемент оптической связи сцинтилля оболочки осуществлялось через 24 ч после ционного детектора, содержащий полиоргаоптического сочленения сцинтиллятора с носилоксановый каучук с винильными выходным окном детектора. Световой выгруппами, платиносодержащий катализаход таких детекторов ниже на 10%, а энертор и отвердитель, содержащий гидридси гетическое разрешение хуже на 5,6%. После локсановые звенья, о т л и ч а ю щ и й с я проведения испытаний световой выход этих тем, что, с целью сокращения технологичедетекторов ухудшается еще на 6,0%, а энерского времени сборки детекторов при согетическое разрешение - на 2%. 10 хранении сцинтилляционных характеристик, в качестве отвердителя использован Таким образом, предлагаемое техничегидридсилоксановый олигомер ОГС при ское решение по сравнению с прототипом следующем соотношении компонентов. позволяет сократить технологическое времас.%: мя сборки детекторов на 22 ч при сохранении высоких сцинтилляционных 15 Отвердитель 1 ,4-1,6 характеристик. Каучук Остальное Таблица Детек Рецептура тор Внешний вид * 1 Сцинтилляцийиные характернстики световой выход энергетическое разрешение 1 1 Каучук 98,5 с 6 Ілатина 0,2 1С • )твердитель ДеЛект в оптическом контакте при наПипке отражателя 2,6 9.0 2, 8,9 2,8 8,6 2, 9 8,0 ,35 2 3 4 5 6 7 8 9 _ и _ -" 1 , Нез дефектов Каучук 9В,б Платина 0,2- 10 Отвердитель 1,4 Без дефектов -" 12 • J Каучук 98,5 Платина 0, 2-Ю Пез деЛектов Отвердитель 1,5 Кеэ дефектов -" 2.9 8,0 2» 9 8.1 2,8 8,4 2.8 8,2 Воздушные включения _с в оптическом кон10 такте Платина 0, 2Отвердитель 1, 7 Воздушные включения в оптическом кон_"_ такте 2, 6 9,1 2, 5 8,9 Каучук 98,2 -Дефекты в оптичесПлатина 0, 240 ком контакте Отвердитель 1,8 -"Дефекты в оптическом контакте 2,6 4 Каучук 98,4 10 Кез дефектов Платина 0, 2Отиердитель 1,6 Без деЛектов -" 5 Каучук 98,3 10 • 6,7 8,8 1685171 Т з л и Детек- Тип конструкции Промежуток време- Сцинтилляционные характеристики ни между оптическим сочленением до испытаний сцинтиллятора с выходным окном и набивкой о т р а жателя, ч t 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12" Прототип _»_ _"_ _«_ Пр едла га емая -"_"_ 2,0 2,0 2,0 24,0 24,0 24,0 2,0 2,0 2,5 2,6 2,6 2,9 2,8 2,9 2,9 2,9 3,0 3t0 2,9 2,9 • 2,0. 24,0 24,0 24,0 'yyiTT'rj УГ9 Редактор Г. Мозжечкова световой выход, УЕСВ . I энергетическое разрешение, % 8,9 8.8 8,6 8,2 8.4 8,2 8,1 8.3 8,0 8,1 8,4 8,1 после испытаний световой выход, УЕСВ 2,3 2,4 2,5 2,9 2,8 2,8 2,9 2,9 3,0 3,0 3,0 2,9 энергетическое разрешение, % 9,1 9,0 8,9 8,1 8,4 8.1 8.0 8,3 8,0 8,0 8,3 8.2 ГУ Составитель Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий Заказ 3861/ДСП Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101