Пластмасовий сцинтилятор

Пластмассовый сцинтиллятор, включающий полистирольную основу, активирующую и смещающую спектр люминесцирующие добавки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он содержит в кзчестое основы п-метилстирол, в качестве активирующей добавки - 2-(2-метилфенил)-5-(4-бифенилил)-оксадиазол-1,3,4 а качестве смещающей спектр добавки - 1 -(5фенил-оксазо/шл-2)-4-(5-(2 метилфенил)ок сазолил-2)бензол при следующем соотношении компонентов, мае % 2-{2-метилфенил)-5-(4-бифенилил)-оксадиазол-1 3,4 1,5 2.0 1-(5-фенилоксазолил-2)~ -4-{2-метил фенил )-оксазолил-2)бензол 0.08- 0,1 п-метилстирол до 100,0 Изобретение относится к области создания материалов для сцинтилляционной техники, в частности к пластмассовым сцинтилляторам с высоким временным разрешением (малой длительностью сцинтилляционного импульса) Сцинтилляторы обладающие малым временем высвечивания в сцинтилляционной технике носят название быстродействующих Такие сцинтилляторы используются при диагностике термоядерного синтеза в рентгеновской и гамма-астрономии ит д Основное требование лредьявляемое к быстродействующим пластмассовым сцинтилляторам - малое время высвечивания, менее 1 не Это дает возможность максимально точно определить координаты попад а н и я частицы в с ц и н т и л л я т о р и возможность работы в условиях больших нагрузок Время высвечивания является ос новной сцинтилляционной характеристикой быстродействующих пластмассовых сцинтилляторов Необходимым условием быстродействующих пластмассовых сцинтилляторов является высокий световой выход, максимально большая добротность сцинтилляционного импульса оцениваемая величиной равной отношению светового выхода сцинтиллятора * длительности све• тового импульса ~? і*.* її.' KSpV. Известен пластмассовый сцинтиллятор NE-IIIA, представляющий собой твердый раствор 2-(4-бифенилил) 5-фенилоксадиазол-1,3 4 (с концентрацией 40 г/л) в поливинилтолуоле [1] Время высвечивания этого сцинтиллятора 1 65 не световыход составляет 0 46 условных единиц светового выхода (у ее в). сл О 5444 Рабочий диапазон температуры, где достигается постоянство светового выхода, составляет - 60 + 20°С. Известен быстродействующий пластмассовый сцинтиллятор ВС 418 на поливинилтолуоле [2]. В каталоге состав этого сцинтиллятора не указан, известны лишь его физико-химические и сцинтилляционные параметры и назначение - использование в экспериментах, где требуется высокое временное разрешение сцинтилляторов. Максимум флуоресценции этого сцинтиллятора лежит при 391 им, в УФ области спектра. Время высвечивания сцинтиллятора составляет 1,36 не, световой выход 0,56 уесв. Рабочий диапазон температуры, при котором световыход остается неизменным, составляет - 60 + 20°С. К недостаткам известных пластмассовых сцинтилляторов относится длительное время высвечивания, более 1 не, в то время как современный уровень развития сцинтилляционной техники требует использование сцинтилляторов с длительностью сцинтилляционного импульса значительно меньшей 1 нс. Световой выход обоих известных сцинтилляторов невелик (0,46 и 0,56 уесв). Спектр излучения известных сцинтилляторов лежит в ультрафиолетовой области спектра, в то время как максимальная чувствительность обычно используемых в экспериментах коротковолновых фотоэлектронных умножителей лежит в видимой области спектра (более 400 им). В связи с этим чрезвычайно важно, чтобы максимумы излучения люминесцирующих добавок, вводимых в пластмассовый сцимтиллятор, лежали в видимой области спектра, в области максимальной чувствительности фотоумножителя. Известен отечественный быстродействующий пластмассовый сцинтиллягор на основе полистирола и смеси люминесцирующих добавок-па ратерфенил (3-4 масс.%) или 2,5дмфенилоксазола (4-7 масс.%) в качестве первичной люмимесцирующей добавки и вторичной люминесцирующей добавки - 4,45дибром-2',5',25,55-тетраметил-п-квинквифе~ нила (2-5 масс.%) [3], Последняя добавка играет роль не только смесителя спектра в данной к о м п о з и ц и и , но и "утяжеляющей" добавки, поскольку содержит два "тяжелых" атома брома. Эффект "тяжелого" атома проявляется в значительном снижении времени высвечивания, которое у данного сцинтиллятора составляет 0,74-0,84 нс, величину менее t не. Положительное влияние атомов брома на длительность сцинтилляционного импульса сопровождается одновременным отрицательным влиянием этих атомов на 5 10 15 20 25 30 35 АО 45 50 55 световыход пластмассового сцинтиллятора, который составляет все г о лишь 0,23-0,26 уесв. Недостатки указанного сцинтиллятора: очень низкий световыход. сложная технология получения "утяжеляющей" добавки, использование люминесцирующих добавок в композиции е весьма значительных количествах (4-7 масс.% первичная люминесцирующая добавка и 2-5 масс.% вторичная добавка), что значительно повышает стоимость пластмассового сцинтиллятора. Все указанные недостатки делают пластмассовый сцинтиллятор малодоступным техиолог и ч е с к и и для использования в ядерно-физических экспериментах. Недостатком известного сцинтиллятора является большая длительность сцинтилляционного импульса, сравнительно низкий световой выход, малодоступность сдвигающей спектр люминесцирующей добавки. Это весьма ограничивает возможности его применения о сцинтилляционных детекторах. По достигаемому эффекту и технической сущности пластмассовый сцинтиллятор [3] является наиболее б л и з к и м к предлагаемому решению и выбран в качестве прототипа. Задачей изобретения является создание пластмассового сцинтиллятора, обеспечивающего уменьшение длительности сцинтилляционного импульса при одновременном повышении светового выхода. Решение задачи обеспечивается тем, что пластмассовый сцинтиллятор, включающий замещенную полистирольную основу, активирующую и смещающую спектр, люминесцирующие добавки, согласно изобрет е н и ю , с о д е р ж и т в качестве о с н о в ы поли-п-метилстирол, в качестве активирующей добавки 2-(2-метилфенил)-5) (4-бифенилил)-оксадиазол-1,3,4, в качестве смещающей спектр добавки 1-(5-фенилоксазолмл-2)-4 [5-(2-метилфенил)-оксазолил-2] бензол при соотношении компонентов, мас.%: 2-(2-метилфенил)-5-(4-бифенилил)-оксадиазол-1,3,4 1,5-2,0 1-{5-фенилксэзолил-2)-4[5-2-метилфенил) оксазолил-2]бензол 0,08-0,1 поли-п-метилстирол до 100,0. Разработанный состав сцинтиллятора представляет собой удачное сочетание полимерной основы - гюли-п-метилстирола со смесью люминесциругощих добавок, что позволило при значительно меньших концентрациях активирующей добавки в 2-4 раза, а спектросмещэющей добавки по сравне 5444 нйю с. прототипом - в 20-50 раз достичь Продукт перекристаллизовывэют из более высокого эффекта, значительно увебензола, а затем хромзтографируют из гепличить быстродействие сцинтиллятора и одтана на окиси алюминия новременно повысить его световой выход. Температура плавления - 251°С. Малая длительность сцинтилляционно- 5 Элементный анализ: го импупьса достигается за счет эффективНайдено. % С 79,21; Н