CS258823B1 - Způaob přípravy detektorů ionizujícího zářeni z monokrystalů hlinítoyttritáhogranátu nebo perovakftu - Google Patents

Abstract

Způsob přípravy detektorů ionizujícího záření z monokrystalů hlinitoyttritého granátu nebo perovskitu, aktivovaných ionty vzácných zemin nebo chrómu, deskovitého tvaru, dosahujících zvýšené účinnosti konverze ionizujícího záření na záření v optické oblasti, a to tak. Se nejprve se na desce vytvoří broušením matný povrch, načež se deska leptá po dobu 10 až 40 min při teplotě 180 až 220 °C v kyselině fosforečné, potom se jedna její rovinná plocha a případně rovněž obvodová plocha vyleští a nakonec se deska leptá ve směsi, sestávající z 30 až 70 hmot. % kyseliny sírové, 20 až 55 hmot. % kyseliny dusičné a 5 až 25 hmot. % vody při teplotě 50 až 110 °C po dobu 3 až 30 minut.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy scintilačních detektorů ionizujícího záření z monokrystalů hlinitoyttritého granátu nebo perovskitu, který umožňuje vysoký stupeň převodu světla výstupní plochou detektoru.

Monokrystaly hlinitoyttritého granátu a perovskitu aktivované ionty vzácných zemin i jinými aktivátory jsou v řadě případů výhodnými scintilátory. Jako aktivátory se používají zejména ionty ceru, které se vyznačují krátkou dobou doznívání luminiscence, případně ionty terbia nebo chrómu, eventuálně europia. Vysoký index lomu obou uvedených materiálů však způsobuje, že světlo vznikající v monokrystalech se relativně těžko vyzáří výstupní plochou monokrystalického scintilátoru.

Navíc má monokrystal po opracování povrchovou vrstvu porušenou, což má značně nepříznivé důsledky při detekci nízkoenergetického elektronového záření, které se absorbuje v této vrstvě s nízkou luminiscenční odezvou. To platí zejména pro detektory z monokrystalů hlinitoyttritého perovskitu, který je za pokojové teploty v metastabilním stavu a proto se při opracování může povrchová vrstva tohoto materiálu přeměnit na jiné fáze.

Uvedené nedostatky lze odstranit způsobem přípravy detektorů ionizujícího záření z monokrystalů hlinitoyttritého granátu nebo perovskitu aktivovaných ionty vzácných zemin nebo chromém podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na deskovitém detektoru se nejprve vytvoří broušením matový povrch, načež se deska leptá při teplotě 180 až 220 °C po dobu 10 až 40 min v kyselině fosforečné, poté se jedna její rovinná plocha a případně obvodové plochy vyleští a nakonec se deska znovu leptá ve směsi sestávající z 30 až 70 hmot. % kyseliny sírové 20 až 55 hmot. % kyseliny dusičné a 5 až 25 hmot. % vody při teplotě 50 až 110 °C po dobu 3 až 30 min.

Kyselina fosforečná leptá za uvedených podmínek relativně rychle a proto odstraněni z matného povrchu celou broušením porušenou a světlo absorbující vrstvu. K prostupu světla takto upravených povrchem přispívá i jeho výsledná nerovnost. Proto*taková plocha slouží k výstupu světelného signálu z detektoru. Z dalších ploch jsou tímto leptáním před leštěním rovněž odstraněny broušením porušené vrstvy a leštěním zejména na tzv. mechanickochemickým se vytvoří jen málo poruch, které bez zjevného porušení vzhledu povrchu odstraní leptání směsí kyseliny sírové a dusičné. Rovné, respektive nezvlněné lesklé plochy napomáhají odrazu světla vznikajícího v destičce zpět, tj. na neleštěnou plochu - výstupní plochu detektoru. Proto je rovinná leštěná plocha použita jako vstupní plocha pro detektované záření.

Způsobem podle vynálezu lze tak připravit detektory ionizujícího záření z aktivovaných monokrystalů hlinitoyttritého granátu nebo perovskitu vyznačujících se zvýšenou účinností konverze ionizujícího záření na záření v optické oblasti spektra.

Přikladl

Z monokrystaly hlinitoyttritého granátu s obsahem 0,03 hmot. % chrómu byly zhotoveny destičky kruhového průřezu o průměru 30 mm a tlouštce 1 mm, které byly použity k zviditelnění /3-záření vodných roztoků, obsahující tritium. Standardní destička měla všechny plochy leštěné diamantovým práškem o zrnitosti 0,5 až 1,8/im. Při měření účinnosti byla jedna rovinná plocha uvedena do styku s uvedeným roztokem a světelný signál z protilehlé plochy byl měřen fotonásobičem. Další destička byla upravena tak, že byla celá matována za použiti nástroje s diamantovým brusivém o zrnitosti 12 až 18 /um.

Účinnost činila 112% standardu. Po leptání v kyselině fosforečné při 190 °C po dobu min se účinnost zvýšila na 145 %. Po vyleštění plochy styku s roztokem a válcové plochy tlouštky destičky se účinnost zvýšila na 180 % a po následném leptání ve směsi stejných dílů

98% kyseliny sírové a 65% kyseliny dusičné při 70 °C po dobu 5 min bylo dosaženo 235 % účinnosti standardu.

Příklad 2

Destičky zhotovené z monokrystalu hlinitoyttritého peróvskítu aktivovaného 0,35 hmot. % ceru o průměru 9,6 mm a tlouštce 0,8 mm byly po povrstvení jedné rovinné plochy hliníkem použity jako detektor sekundárních elektronů v elektronovém mikroskopu. Při měření jejioh katodoluminiscenční účinnosti byly plochy povrstvené hliníkem ozařovány elektrony o energii 10 keV při konstantní intenzitě svazku. Světelný signál vystupující z protilehlé strany destičky byl převáděn pomoci světlovodiče do fotonásobiČe.

Standardní deštička měla všechny plochy leštěné. Destička, jejíž výstupní plocha byla z O matová vykazovala 150 % standardu. Po leptáni v kyselině fosforečné při 205 C po dobu min se účinnost snížila na 145 %, avšak po vyleštění vstupní, tj. měření pokovené plochy se účinnost zvýšila na 180 %. Leptání ve směsi 1 dílu 65% kyseliny dusičné a 2,2 dílu 98% kyseliny sírové při 100 °C po dobu 12 min měla za následek zvýšení účinnosti na 265 % standardu.

Claims (1)

1. Způsob přípravy detektorů ionizujícího záření z monokrystalů hlinitoyttritého granátu nebo peróvskítu, aktivovaných ionty vzácných zemin nebo ohromu deskovitého tvaru, vyznačující se' tím, že se desce vytvoří broušením matový povrch, načež se deska leptá při teplotě 180 až 220 °C po dobu 10 4Ž 40 min v kyselině fosforečné, potom se jedna její rovinná plocha a případně rovněž obvodová plocha vyleští, a nakonec se deska leptá ve směsi sestávající z 30 až 70 hmot. % kyseliny sírové, 20 až 55 hmot. % kyseliny dusičné a 5 až 25 hmot. % vody při teplotě 50 až 110 °C po dobu 3 až 30 min.