CS206231B1 - Plynový proporcionální scintilační počítač - Google Patents
Plynový proporcionální scintilační počítač Download PDFInfo
- Publication number
- CS206231B1 CS206231B1 CS676179A CS676179A CS206231B1 CS 206231 B1 CS206231 B1 CS 206231B1 CS 676179 A CS676179 A CS 676179A CS 676179 A CS676179 A CS 676179A CS 206231 B1 CS206231 B1 CS 206231B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- gas
- optical
- scintillation counter
- gas proportional
- proportional scintillation
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 26
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 claims description 14
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- XJKSTNDFUHDPQJ-UHFFFAOYSA-N 1,4-diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=C(C=2C=CC=CC=2)C=C1 XJKSTNDFUHDPQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- ABBQHOQBGMUPJH-UHFFFAOYSA-M Sodium salicylate Chemical compound [Na+].OC1=CC=CC=C1C([O-])=O ABBQHOQBGMUPJH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000000441 X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000000504 luminescence detection Methods 0.000 description 1
- DJZHPOJZOWHJPP-UHFFFAOYSA-N magnesium;dioxido(dioxo)tungsten Chemical compound [Mg+2].[O-][W]([O-])(=O)=O DJZHPOJZOWHJPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229930184652 p-Terphenyl Natural products 0.000 description 1
- GPRIERYVMZVKTC-UHFFFAOYSA-N p-quaterphenyl Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC=CC=2)C=C1 GPRIERYVMZVKTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229960004025 sodium salicylate Drugs 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N sodium tungstate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][W]([O-])(=O)=O XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- JLZUZNKTTIRERF-UHFFFAOYSA-N tetraphenylethylene Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C=1C=CC=CC=1)=C(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 JLZUZNKTTIRERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 zinc chalcogenide Chemical class 0.000 description 1
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 1
- RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N zinc;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Zn+2] RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Description
Vynález se týká plynového proporcionálního scintilačního počítače s optickou registrací luminiscence výboje, jinak zvaného také plynovým elektroluminiscenčním detektorem, tvořeným fotonásobičem a plynovou komůrkou, kde výstupní okénko anebo vnitřní povrch plynového elementu anebo povrch elektrod je opatřeno optickým konvertorem, tvořeným vrstvou kysličníku zinečnatého aktivovaného 0,01 až 1 mol. % galia. Vrstva kysličníku zinečnatého aktivovaného 0,01 až 1 mol. % galia má plošnou hmotnost 0,1 pg cm-2 až 50 mg cm-2.
Jedním z nových typů detektorů ionizujícího záření, uplatňovaných především ve spektrometrii měkkého rentgenová záření je plynový proporcionální počítač s registraci luminiscence výboje. Je tvořen fotonásobičem a plynovou komůrkou, která je s ním v optickém kontaktu a v jejímž objemu jsou umístěny elektrody, anoda a katoda a na tyto je přiloženo elektrické napětí.
Plynová komůrka se skládá z pláště, vstupního okénka pro příslušný druh záření, výstupního okénka a z elektrod, anody a katody, případně dalších elektrod.
Ionizující záření, například rentgenové záření při interakci s plynným prostředím ztrácí svoji energii ionizací nebo excitací atomů tohoto prostředí. Při přechodu excitovaných nebo ionizovaných atomů plynu do základního výchozího stavu dochází k vyzáření světelného záblesku luminiscence, která je pak zaregistrována fotonásobičem. Zvy šováním napětí na elektrodách tohoto plynového proporcionálního scintilačního počítače dochází k výraznému zesílení emise světla.
Vzhledem k tomu, že hlavní část emisního spektra výboje v plynu leží v ultrafialové oblasti, okolo 200 až 300 nm, je za účelem přizpůsobení k oblasti maximální spektrální citlivosti fotonásobiče vnitřní část výstupního okénka pokryta tenkoú vrstvou materiálu, který působí jako optický konvertor, jako například p-quaterfenylem, p-terf eny lem, tetrafenylbutadienem, difenylstilbenem anebo salicylanem sodným. Vysoká tenze par těchto organických látek a jejich rozpadové produkty mají za následek značný pokles luminiscenční účinnosti, který se projeví v průběhu několika hodin.
Funkceschopnost plynového proporcionálního scintilačního počítače je proto zajišťována kontinuělní cirkulaci náplňového plynu přes čisticí zařízení, obsahující například vápník ohřátý na teplotu 400 °C, slitinu 90 % vápníku a 10 % hořčíku při teplotě 500 °C a některé další látky. Vlastní cirkulaci plynu pak zajišťuje speciální čerpací aparát. Složitost celého zařízení podle známého stavu techniky omezuje uplatnění plyno206231 vého proporcionálního scintilačního počítače s optickou registrací luminiscence výboje v celé řadě vědních a technických oborů. Viz například články: Baldin S. A„ Matvějev V. V., PTE No. 4,1963, str. 5; Policarpo A. J. P. L., Space Science Instrumentation 3, 1977, str. 77.
Zpámé anorganické materiály, které mohou půsóbit jako optické konvertory, například Wolframan hořečnatý, mají sice velmi malou tenzi par, ale dosvit je v průměru o více nežli dva řády horší. Tak například dosvit organických konvertorů je řádjově 10_9s a dosvit wolframanu sodného je řádpvě 10“7 s a wolramanu hořečnatého dokonce jeni 10~5 s. Viz článek: D. M. Ritson, „Anorganické konvertory“, Techniques of High Energy Physics, 1961, str. 307; Autorské osvědčení SSSR 44$ 009.
Pokud není v plynových proporcionálních scintilačních počítačích s optickou registraci luminiscence výboje podle stávajícího stavu techniky použito konvertoru světla, je nutno užít speciální, cenově nákladný fotonásobič s křemenným okénkem a se zvýšenou citlivostí v ultrafialové oblasti.
Plynový proporcionální scintilační počítač s optickou registraci luminiscence výboje podle předmětu tohoto vynálezu se snaží odstranit nevýhody plynových proporcionálních scintilačních počítačů podle známého stavu techniky tím, že výstupní okénko anebo vnitřní povrch plynového elementu je opatřeno optickým konvertorem tvořeným vrstvou kysličníku zinečnatého aktivovaného 0,01 až 1 mol. % galia. Vrstva kysličníku zinečnatého. aktivovaného 0,01 až 1 mol. % galia má plošnou. hmotnost 0,1 μg cm-2 až 50 mg cm-2.
Výhodou plynového proporcionálního scintilač-1 ního počítače s optickou registraci luminiscence výboje podle předmětu vynálezu je nízká tenze par materiálu použitého pro konvertor, což umožňuje konstrukci odtaveného plynového detekčního elementu, který nevyžaduje recirkulaci a čištění pracovního plynu. Další výhodou plynového propor-i cionálního scintilačního počítače podle předmětu { vynálezu je skutečnost, že dovoluje použití skleně-, ného výstupního okénka.
Podstatnou výhodou plynového proporcionálního scintilačního počítače podle předmětu vynálezu je i to, že emise použitého optického konvertoru vytvořeného z kysličníku zinečnatého aktivovanéo 0,01 až 1 mol. % galia má dosvit kratší než O-9 s. To je oproti dosud používaným anorganickým materiálům užívaným pro konvertory o dva až jčtyři řády lepší. Optické vlastnosti použitého konvertoru, to je kysličníku zinečnatého aktivovaného 0,01 až 1 mol. % galia jsou přitom velmi příznivé pro popisovanou aplikaci. Vlnová délka budicího záření - scintilací, resp. luminiscence výboje - leží v oblasti vlastní absorpce materiálu, emisní maximum konvertoru leží v blízkosti maxima citlivosti běžných alkalických fotokatod fotonásobičů — 400 nm. Materiál optického konvertoru lze nanášet na výstupní okénko jako monokrystalickou nebo polykrystálickou orientovanou či neorientovanou vrstvu o požadované plošné hmotnosti, některým ze známých způsobů, jako například napařování či naprašování zinku a galia v oxidační atmosféře, dodatečná oxidace napařených vrstev chalkogenidů zinku, pyrolytický rozklad rozprášeného vodního roztoku sloučenin zinku s příměsí galia sprayovou technikou, transportní reakce ve vodíkové atmosféře, případně sedimentace drobně krystalického aktivovaného kysličníku zinečnatého s příměsí anorganického pojidla.
Plynový proporcionální scintilační počítač s optickou registrací luminiscence výboje podle předmětu vynálezu je znázorněn na připojeném výkresu, kde obr. 1 představuje v podélném řezu jedno z možných řešení plynového proporcionálního scintilačního počítače s optickou registrací a obr. 2 představuje v podélném řezu jiné výhodné řešení podle předmětu vynálezu.
Plynový proporcionální počítač s optickou registrací luminiscence výboja podle obr. 1 je tvořen skleněným pláštěm 1, opatřeným na konci pro spojení s fotonásobičem výstupním okénkem 2. Ve skleněném plášti 1 jsou zabudovány dvě elektrody, drátová anoda 3 a válcová katoda 4, na které je uváděno pracovní napětí. Komůrka je naplněna inertním plynem, nebo jejich směsí, s případným přimíšením jiných plynů, jako například dusíku.
Výstupní okénko 2, případně i vnitřní povrch plynového elementu ve skleněném plášti 1, případně i obě elektrody, drátová anoda 3 a válcová katoda 4 jsou opatřeny optickým konvertorem 5, tvořených vrstvou kysličníku zinečnatého aktivovaného 0,01 až 1 mol. % galia. Vrstva kysličníku zinečnatého aktivovaného 0,01 až 1 mol. % galia má plošnou hmotnost 0,1 pg cm-2 až 50 mg cm'2.
Obr. 2 představuje jiné výhodné řešení podle předmětu vynálezu. Sestává z komůrky tvořené skleněným pláštěm 1 a výstupním okénkem 2, k němuž je pomocí optického kontaktu připojen fotonásobič. Uvnitř plynové komůrky jsou zabudovány mřížky 7, vytvářející mezi sebou prostoj*, v němž vznikají sekundární scintilace. Plášťové elektrody 6 slouží k homogenizaci indukovaného pole a tím k usměrňování elektronů. Výstupní okénko 2 anebo vnitřní povrch plynového elementu ve skleněném plášti 1 anebo povrch plášťových elektrod 6 a mřížek 7 jsou pokryty optickým konvertorem 5 tvořeným vrstvou kysličníku zinečnatého aktivovaného 0,01 až 1 mol. % galia. Příklad provedení
Vrstva kysličníku zinečnatého aktivovaného 0,01 až 1 mol. % galia na výstupním okénku 2 anebo na celém vnitřním povrchu plynového elementu ve skleněném plášti 1 anebo na elektrodách to je drátové anodě 3, válcové katodě 4, plášťových elektrodách 6 a mřížce 7 byla připravena sedimentací alkoholické suspenze práškového kysličníku zinečnatého aktivovaného galiem o zrnitosti méně než 40 μ s přídavkem 1 % křemičitanu sodného jako pojidla. Plynový proporcionální scintilační počítač s optickou registrací luminiscence, provedený podle obr. 2 je příkladem, na kterém byl aplikován předmět vynálezu. Na vnitřní plochu výstupního okénka 2 byla sedimentací z vodní suspenze práškového kysličníku zinečnatého, aktivovaného 0,1 mol. % galia o zrnitosti méně než 4Ó μ nanesena vrstva sloužící jako optický konvertor 5. Uzavřený počítač byl pak nastaven na čerpací a plnící aparaturu a dlouhodobě odčerpáván na vysoké vakuum a pak naplněn spektrálně čistým xénonem na tlak 6,6 kPa a odtaven z hřebene aparatury.
Vlastní plynový proporcionální scintilační počítač s optickou registrací luminiscence výboje byl pak připojen na fotonásobič EMI 19 436 QR vyhodnocovaném mnohokanálovým analysátorem
Claims (2)
- INTERTECHNIK SA4OB. Bylo zjištěno osmináPŘEDMĚT1. Plynový proporcionální scintilační počítač s optickou registrací luminiscence výboje, tvořený fotonásobičem a plynovou komůrkou, vyznačující se tím, že výstupní okénko (2) anebo vnitřní povrch plynového elementu ve skleněném plášti (1) anebo povrch elektrod, to je drátové anody (3), válcové katody (4), plášťových elektrod (6) a mřížek (7) jsou opatřeny optickým konvertorem (5), tvoře206231 sobné zvýšení světelného výstupu oproti plynovému proporcionálnímu scintilačnímu počítači bez optického konvertoru 5 při stejné konfiguraci. Během dvouměsíčního sledování nedošlo ke změnám v hodnotě světelného výstupu. Oproti dosud používaným organickým optickým konvertorům bylo těchto výsledků dosaženo bez cirkulace náplňového plynu přes čisticí zařízení a bez jakýchkoli getrů.Vynález může být využit při konstrukci plynových proporcionálních scintiláčních počítačů s optickou registrací luminiscence výboje vhodných pro detekci a spektrometrii měkkého záření gama a měkkého rentgenová záření, které mohou být využity v průmyslových aplikacích, v lékařství, ve výzkumných laboratořích a podobně.VYNÁLEZU ným vrstvou kysličníku zinečnatého aktivovaného 0,01 až 1 mol. % galia.
- 2. Plynový proporcionální scintilační počítač s optickou registrací luminiscence výboje podle bodu 1, vyznačující se tím, že vrstva kysličníku zinečnatého aktivovaného 0,01 až 1 mol. % galia má plošnou hmotnost 0,1 μg cm-2 až 50 mg cm-2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS676179A CS206231B1 (cs) | 1979-10-04 | 1979-10-04 | Plynový proporcionální scintilační počítač |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS676179A CS206231B1 (cs) | 1979-10-04 | 1979-10-04 | Plynový proporcionální scintilační počítač |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS206231B1 true CS206231B1 (cs) | 1981-06-30 |
Family
ID=5415357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS676179A CS206231B1 (cs) | 1979-10-04 | 1979-10-04 | Plynový proporcionální scintilační počítač |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS206231B1 (cs) |
-
1979
- 1979-10-04 CS CS676179A patent/CS206231B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5074381B2 (ja) | Ｕｖｃ放射線発生素子 | |
| Kubota et al. | Evidence for a triplet state of the self-trapped exciton states in liquid argon, krypton and xenon | |
| JP2001015078A (ja) | 水殺菌装置 | |
| JP2005519438A (ja) | 紫外放射発生装置 | |
| EP1532224B1 (en) | Device for generating radiation | |
| Lindblom et al. | Atomic near-infrared noble gas scintillations I: Optical spectra | |
| US20150287587A1 (en) | Target for ultraviolet light generation, electron beam-excited ultraviolet light source, and production method for target for ultraviolet light generation | |
| KR20130132298A (ko) | 자외선 발광재료 및 자외선 광원 | |
| Yang et al. | A novel scintillation screen for achieving high-energy ray detection with fast and full-color emission | |
| Brocklehurst et al. | Mechanisms of excitation of luminescence in nitrogen gas by fast electrons | |
| Borade et al. | Scintillation properties of CsBa2Br5: Eu2+ | |
| Carver et al. | Ionization chambers for the vacuum ultra-violet | |
| Hitachi et al. | LET dependence of the luminescence yield from liquid argon and xenon | |
| CS206231B1 (cs) | Plynový proporcionální scintilační počítač | |
| US11289231B2 (en) | Radiation detectors employing contemporaneous detection and decontamination | |
| Galunov et al. | Radiation resistant composite scintillators based on Al2O3: Ti grains and their properties after irradiation | |
| Suzuki et al. | The emission spectra of Ar, Kr and Xe+ TEA | |
| Lushchik et al. | Spectral transformers of VUV radiation on the basis of wide-gap oxides | |
| CS206230B1 (cs) | Plynový scintilační počítač | |
| Singh et al. | Gamma ray thermoluminescence in nucleic acid constituents | |
| Michau et al. | The performance of a UV sensitive multiwire proportional chamber filled with TMAE | |
| Berrehar et al. | Hole mobilities and anomalous current transients in crystalline naphthalene | |
| Gabrielyan et al. | New lines in the VUV-emission spectrum of potassium | |
| Van de Vorst | H-adduct radicals in x-irradiated frozen solutions of uracil derivatives | |
| Dolgoshein et al. | A cylindrical proportional chamber with optical readout |