CS231086B1

CS231086B1 - Anorganický kapalný acintilátor

Info

Publication number: CS231086B1
Application number: CS825822A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Pavlicek; Cestmir Barta; Ljuba Jursova
Original assignee: Zdenek Pavlicek; Cestmir Barta; Ljuba Jursova
Priority date: 1982-08-05
Filing date: 1982-08-05
Publication date: 1984-09-17
Also published as: CS582282A1

Abstract

Základní aktivní složkou anorganického kapalného sdntllátoru podle vynálezu tvoři anorganická molekulární látka obsahující kationt s vyšším atomovým číslem než je 47 a halogen, která se rozpouští ve formě nedissociovaných molekul a nebo v roztoku vytváří autokomplexy, ve kterýeh zůstává zachována vazba mezi kationtovou a anlontovou složkou. Světelný výtěžek anorganických kapalných scintilátorů podle vynálezu se pohybuje od 70 % do 150 % světelného výtěžku standartního organického scintilátoru na bázi toluenu. Hlavním přínosem kapalných sclntllátorú na bázi anorganických látek je možnost dalšího zvýšeni obsahu vody ve vzorku až na 100 %.

Description

Vynález so tyká kapalných scintilátoru na anorganické bázi.

Dosud známé kapalné scin tilů tory jsou organické roztoky skládající se zpravidla zc tri složek - rozpouštědla, základního aktivátoru a posunovače spektra. V zásada je lze rozdělit na tri hlavní varianty, kapalné scintilátory na bázi toluonu/xylenu pro nevodné roztoky, kapalné scintilátory na bázi dioxanu a dalších rozpouštědel pro vodné roztoky a víceúčelové kapalné scintilátory s obsahem sol<bilizérú a emulgátorů. kejvíce užívaným kapalným scintilátore.ii z hled i sím víceúčelového použití v CSSá i v zahra- . ničí je kapalný scintilátor, který dovoluje vodný obsah do 40 ý tím, žo obsahuje speciální typ emulgátoru.

Z teorie přenosu energie vyplývá, že o velikosti výtěžku fotonu rozhoduje v prvé radě kvantový výtěžek nejnižších singlentních excitovaných stavu rozpouštědla, kejvětší výtěžky molekul rozpouštědel v nejnižší;;; singletním excitovaném stavu vykazují benzen, toluen, p-xylen a 1,4-dioxan. Výtěžek dioxanu je zhruba dvakrát nižší než u alkylbenzenú, jo však dobře mísitelny s vodou, a proto vyhledává, o jším rozpouštědlem. Byly hledány možnosti zvýšení výtěžku fotonu kapalných scintilátoru obsahujících dioxan. Vhodným se ukázalo rozpuštění relativně velkého množství naftalenu / v dioxanu.

V souvislosti s rostoucí průmyslovou aplikací jaderné techniky roste i význam scintilačních materiálu, z nichž každý má charakteristické výhody i nevýhody, které udávají míru jejich využitelnosti v technické praxi. Zvláštní skupinou těchto materiálu jsou kapalné scintilátory. Jejich specifickou výhodou je možnost vytvoření prakticky libovolného tvaru i objemu příslušných funkčních elementů.

Jejich nevýhoda je spojena s nízkou absorpcí primárního záření, která je dána tim, že aktivní složku všech dosud známých kapalných scintilátoru tvoří organické látky, jejichž průměrné ato/ L·/ . . / ' ' / mo/e C7£/o je izeJhtf htzfce

Kapalné scintilátory na anorganické bázi nejsou zatím známy.

Tento nedosta ok řeší anorganický scintilátor kapalný' podle vynálezu, jehoií podstatou je, že obsahuje základní aktivní složku tvořenou anorganickou molekulární látkou v množství od 1 do 30 ý;

hmotnostních, obsahující kationt s vyšším atomovým Číslem než je

231 OM <· <

a halogen, která je rozpouštěna ve formě nedissociovaných molekul a nebo v roztoku vytváří autokouiplexy, ve kterých zůstává zachována vazba mezi kationtovou a aniontovou složkou a případně nejméně jednu vedlejší aktivní složku v množství od 0_fh do 15 'ϊ> hmotnostních, kterou tvoří halogenidy nebo dusičnany jednomocných až trojniocn/ch prvků hlavních skupin kendělojevpvy soustavy a nebo vzácných zemin, přičemž základní anorganická složka je rozpuštěna v HgO nebo v organickém rozpouštědle. Dále podstatou vynálezu je, e rozpouštědlo základní anorganické složky obsahuje například benzen, ethanol, toluen, xylen, monoethylenglykol a podobně.

Výhody anorganických kapalných látek byly demonstrovány na jodidu kadctrinaténi. Střední atomové číslo je vysoké a je rovno 51, což vytváří dobré předpoklady pro absorpci primárního ionizujícího záření. Vazba Cd-J je spojena s výraznými luminiscenčními vlast nostmi, kadmium je jedním z prvků vhodných pro detekci neutronů i záření gama. Chemická vazba mezi katícmnatými a halogenidovýtni ionty jo neobyčejně pevná. Chlorid, bromid a zejména jodid kademnatý jsou ve vodných roztocích jen velmi málo dissociovány, Kromě toho se v těchto roztocích tvořx autokomplexy, například 3 CdJ„ = Cd” + “1 -;· 2(CdJ_o) . Jodid kademnatý je tedy ve vodných roztocích obsažen jednak ve formě autokomplexních solí typů Cd(CdJ_n)„, jddnak vo for t:;ě nedissociovaných molekul CdJ_o, V obou těchto sloučeninách jsou dobré podmínky pro scintilaci,

Rozpustnost CdJ₉ lze zvýšit využitím jeho schopnosti vytvářet s 'nadbytečnými jodidovými ionty, například ve formě alkalického jodidu, jako je LiJ, CsJ a jiné, komplexní ionty až se šesti atomy halogenu, jako například (CflJ₃)“¹, (CdJ4)²“, (CdJ^P“, (CdJ6)^Z'“ což vede ke zvýšení luminiscenční odezvy.'CdJ_o je rozpustný i v některých organických rozpouštědlech, čímž vzniká možnost kombinace s organickými kapalnými scintilátory.

Stěžejním přínosem kapalných scintilátorň na anorganické bázi je možnost dalšího zvýšení obsahu vody ve vzorku až na 100 nebot základní aktivní složku je možno rozpustit přímo ve zkoumaném vzorku, at již vodném, nebo i organickém.

231 088 .-3Anorganický kapalný scintilátor«byl ověřen na následujících příkladech. Ve 100 rr.l destilované vody bylo rozpuštěno k2,5 g CdJp. Takto vytvořený anorganický kapalný scintilátor vykazoval světelný výtěžek 135 % světelného výtěžku standardního organického kapalného scintilátoru na bázi toluenu - například čs. výrobek TESLA SLT 31· Jako další příklad anorganického kapalného scintilátoru lze uvést roztok 0,1 xigJ,, ve 100 ml destilované vody, který vykazoval 66 světelného výtěžku standardního organického scintilátoru. Po přidání 0,125 g KJ do uvedeného rozto ku se zvýšil světelný výtěžek na 85 Rozpuštěním ^5 g CdJ^ ve 100 tul ethalonu lze získat kapalný anorganický scintilátor se světelný n výtěžkem 90 >' standardního scintilátoru.

Světelný výtěžek anorganických scintilačních roztoku podle vynálezu se pohybuje od ^r/0 % do 150 % světelného výtěžku standar dního organického scintilátoru na bázi toluenu, přičemž nižší hodnoty odpovídají použití ethylalkoholu jako základního rozpouš tědla a vyšší hodnoty odpovídají použití H_?0 jako základního roz pouštědla.

Claims

1. Anorganický kapalný scintilátor, vyznačující se tír», že obsahuje základní aktivní složku tvořenou anorganickou molekulární látkou v množství oci 1 % do 3θ *k hmotnostních, obsahující kationt s vyšším atomovým číslem než jo 47 a halogen, která je rozpouštěna ve formě nedissociovaných molekul a nebo v roztoku vytváří au-, tokomplexy, ve kterých zůstává zachována vazba mezi kationtovou a aniontovou složkou, a popřípadě nejméně jednu vedlejší aktivní složku v množství od 0,4 % do 15 % hmotnostních, kterou tvoří halogenidy nebo dusičnany jednomocných až trojmocných prvků hlavních skupin kendělejevový soustavy a nebo vzácných zemin, přičemž základní anorganická složka je rozpuštěna v nebo v organickém rozpouštědle.

2. Anorganický kapalný scintilátor podle bodu 1, vyznačující se tím, že jako rozpouštědlo základní anorganické složky obsahuje například berzenm ethanolm toluen , xylen, monoethylenglykol a podobně.