Спосіб виготовлення сцинтиляційного детектора

Способ изготовления сцинтилляционного детектора, включающий получение заготовки сцинтиллятора, его нагрев, выдержку и последующее охлаждение, установку сцинтиллятора в корпус контейнера, формирование светоотражающей оболочки, герметизацию, проведение указанных операций в условиях инертной атмосферы, отличающийся тем, что нагрев сцинтиллятора производят до температуры 140-180°С, а время от получения заготовки сцинтиллятора до начала нагрева не превышает 60 минут. Изобретение относится к детектирующим устройствам для регистрации ионизирующих излучений и может найти широкое применение при изготовлении высокотемпературных сцинтилляционных детекторов. Известен способ изготовления сцинтилляционного детектора [1], включающий обработку, установку щелочногалоидного сцинтиллятора в контейнер, формирование светоотражающей оболочки, герметизацию. При этом производится технологическая сушка всех комплектующих деталей, узлов, оснастки, материалов в условиях замкнутого объема (герметичного бокса) путем применения сильного влагопоглотителя в течение не менее шестнадцати часов. Указанный способ нашел широкое применение при сборке детекторов работоспособных в широком интервале температур от -60°С до 140°С. Однако при работе на верхнем пределе температур и в области близких к нему температур происходит резкое ухудшение сцинтилляционных параметров изделий, причем за очень короткие времена работы. Известен способ изготовления сцинтилляционного детектора, выбранный в качестве прототипа, включающий установку сцинтиллятора в корпус контейнера, формирование светоотражающей оболочки, герметизацию в условиях инертной атмосферы, при этом в этих же условиях производят нагрев сцинтиллятора до температуры 330350°С, выдержку при указанной температуре 5 - 10 минут и последующее охлаждение [2]. В основу известного технического решения положен экспериментально установленный факт - максимальное очищение поверхности щелочногалоидного сцинтиллятора при установленной температуре. Однако указанный способ все же длителен по времени. Обычные скорости нагрева сцинтиллятора устанавливают от 2 град/мин для (20)94321593,25.04.93 (2t)4925675/SU (22)25.02.91 (46) 30.09.96. Бюл. N? З (56) 1. ТУ 6-09-5405-88, 01.04.88. 2. Решение о выдаче авторского свидетельства СССР по заявке № 4828390, кл. G01 Т 1/202, 1990. (71) Науково-виробниче об'єднання "Монокристал реактив" С > О 9941 монокристалла (в зависимости от размера) до 5 град/мин для поликристалла иначе кристалл может потрещать. Т.е. операция обезвоживания поверхности нагревом до 350°С кристалла занимает не менее 70 минут. 5 Задачей изобретения является разработка способа изготовления сцинтилляционного детектора, обеспечивающего сокращение времени изготовления детектора без ухудшения его термопрочности за 10 счет новых режимов нагрева сцинтиллятора. Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления сцинтилляционного детектора, включающем обработку и 15 нагрев сцинтиллятора, выдержку и последующее охлаждение, установку сцинтиллятора в корпус контейнера, формирование светоотражающей оболочки, герметизацию, проведение указанных операций в ус- 20 ловиях инертной атмосферы, согласно изобретению, нагрев сцинтиллятора производят до температуры 140-180°С, а время от окончания его обработки до начала нагрева не превышает 40-60 минут. 25 На чертеже показан световыход сцинтиллятора в зависимости от температуры нагрева. Как было показано в прототипе, на поверхности гигроскопичных ЩГК образуется 30 гидролизная пленка, которая может быть удалена путем нагрева. При этом на характерных пиках термодесорбции, например восемнадцатой массы наблюдаются два максимума: первый при температурах 35 ~150°С, а второй - 350°С (см. чертеж). Известно, что во время обработки при получении сцинтиллятора в настоящее время допускается взаимодействие с воздухом, либо остаточной влагой. Т.е. возникают ус- 40 ловия, когда вода имеет возможность попасть на поверхность и в объемный приповерхностный слой кристалла. В основу заявляемого способа положен экспериментально установленный факт - за 45 время меньше 40-60 минут вода не проникает в приповерхностный слой и образует пленку только на поверхности которая удаляется соответствующим прогревом (см. чертеж, первый пик на кривой 1). 50 Возникает практическая возможность сократить времена сборки детектора, т.к. появление второго пика на кривых термодесорбции обусловлено временным интерва55 лом. Предлагаемый способ включает следующую последовательность операций: - загрузка материалов в бокс; - прогрев сцинтиллятора; - охлаждение его; - обработка поверхности сцинтиллятора; - установка сцинтиллятора в контейнер; - формирование светоотражающей оболочки; - укрепление входного окна и герметизация. На всех этапах, кроме двух последних, осуществляется контроль атмосферы, при прогреве и охлаждении - контроль температуры, на первых трех операциях - хронометраж времени. Проведены эксперименты по исследованию влияния предварительного прогрева сцинтиллятора на термопрочность детектора на основе поликристаллического Na!(Tl) размером 018x160 мм. Время до начала прогрева 50 минут. Результаты экспериментов по прогреву детектора в течение 10 часов при температуре 220°С, у которого сцинтиллятор последовательно обрабатывался, согласно предложенного способа, представлены в таблице 1. Аналогичным образом исследовалось влияние времени до начала прогрева на термопрочность детектора при аналогичных условиях экспериментов (табл.2). Температура прогрева сцинтиллятора 150°С. В таблице 3 приведены результаты испытаний шести детекторов на основе Nal(TI) размерами 18x160 мм, изготовленных, согласно предлагаемого способа в установке Терм-1" (№№ 1-3 табл.) и три штуки - после обработки. Выдержка составила соответственно № 4 - 120 мин, № 5 - 180 мин, № 6 240 мин. После прогрева детекторов в течение десяти часов при температуре 200-220°С их световыход составил: изготовленных согласно предлагаемого изобретения - без изменений; изготовленных вышеуказанных образцов (№ 4-6) - ухудшился необратимо. Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить время изготовления термопрочного детектора, при этом его сцинтилляционные характеристики не ухудшаются. 9941 Таблица 1 Контролиру- До испытаний емый параметр Световыход, УЕСВ Температура прогрева, °С 140 150 160 170 1.3 1,6 100 1.5 1,6 1,6 1,6 Таблица 2 Контролиру- До испытаемый параний метр Световыход, УЕСВ Время до начала прогрева, мин 40 50 60 70 1.9 1,95 30 1,8 1,9 1,85 1,3 Таблица 3 пп Световыход до испытаний УЕСВ Световыход после испытаний УЕСВ 1 2 3 4 5 6 1,6 1,6 1.6 1,6 1,6 1,6 1,5 1,55 1,5 1.4 1,25 1,1 U 9941 200 /00 100 Упорядник Замовлення 4559 ZOO Техред М.Моргентал 500 i, °С Коректор Н. Мілюкова Тираж Підписне Державне патентне відомство УкраТни, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101