NL8702809A - Putprofieldetector. - Google Patents

Description

m

NL 34683-dJ/vD

·*

Putprofieldetector.

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op scintillatiedetectoren die bijvoorbeeld worden gebruikt voor het meten van de straling op opeenvolgende diepten van boorgaten in de aarde en, meer in het bijzonder, op een 5 scintillatiedetector met een verbeterde prestatie en duurzaamheid.

Scintillatiedetectoren bevatten een scintillatie-kristal dat licht emitteert wanneer het getroffen wordt door een ioniserend deeltje. Het kristal is omgeven door een re-10 flector die het licht uit het kristal opvangt en reflecteert.

Het kristal en de reflector zijn opgenomen in een huis met een venster dat doorschijnend is voor het door het kristal geproduceerde licht. Het licht uit het kristal wordt vervolgens geleid door het venster in een fotomultiplicatorbuis en omgezet 15 in een elektrisch signaal. Dit proces kan worden gebruikt voor het identificeren van het type en de hoeveelheid van de aanwezige isotopen.

De kristallen die in dergelijke detectoren worden gebruikt zijn vaak metaalhalogenidekristallen, zoals 20 thallium-geactiveerde metaalhalogenidekristallen. Het is bekend, dat deze metaalhalogenidekristallen veelal hygroscopisch zijn en water absorberen op hun oppervlakken vanuit de lucht.

Dit heeft tot gevolg, dat een film zich ontwikkelt op het kristalöppervlak, welke film het reflectievermogen van de 25 kristalwanden vermindert en een ernstige afname van de lichtopbrengst veroorzaakt. Deze afname van de lichtopbrengst beïnvloedt de prestatie van het kristal op nadelige wijze. Om dit te voorkomen zijn de detectoren gemonteerd in een droge kast ter vermindering van de blootstelling aan vocht en de 30 scintillatiekristallen zijn op typische wijze hermetisch afgesloten in metalen houders of huizen.

Het Amerikaanse octrooischrift 4004151, dat werd overgedragen aan de rechthebbende op de onderhavige uitvinding en hierin in zijn geheel is opgenomen, beschrijft een 35 scintillatiedetector van het type waarop de onderhavige uitvinding betrekking heeft. Deze referentie beschrijft een detector welke een buisvormig omhulsel omvat dat een scintilla- . & / ü ï B u 0 f f - 2 - ¥ tiekristal omgeeft. Het buisvormige omhulsel is afgesloten door een plug of kap aan één uiteinde en het kristal wordt door veerbelasting gedreven naar een venster aan het andere uiteinde waarmee het kristal optisch is gekoppeld. Deze veer-5 belasting staat een thermische uitzetting van het kristal toe ten opzichte van dit omhulsel, voortkomende uit de hogere thermische uitzettingscoëfficiënt van het kristal ten opzichte van het omhulselmateriaal. Bovendien beschrijft dit octrooi gedetailleerd de in dergelijke inrichtingen gebruikte 10 typen van scintillatiekristallen, hun werking en vereisten.

Het Amerikaanse octrooischrift 4158773, dat eveneens werd overgedragen aan de rechthebbende op de onderhavige uitvinding en hierin in zijn geheel is opgenomen, beschrijft een scintillatiedetector met een speciaal lichtoverdracht- en 15 reflectormiddel dat bestaat uit een zachte, elastische, sili-coon, rubberbus, ter verbetering van de schokabsorptie voor de bescherming van het kristal, waarbij de lichtreflectie van het kristal wordt verhoogd.

Het Amerikaanse octrooischrift 4383175, eveneens 20 overgedragen aan de rechthebbende op de onderhavige uitvinding en hierin in zijn geheel opgenomen, beschrijft wederom een soortgelijke scintillatiedetector welke een verbeterd, hermetisch afgesloten huis- en venstersamenstel heeft om de blootstelling van de kristallen aan vocht te verminderen.

25 Een van de voornaamste toepassingen van scintilla- tiedetectoren is in de olieputindustrie. Daarbij laat men de detectoren zakken in het boorgat te zamen met andere instrumenten om geologische gegevens te verzamelen van de gesteente-lagen om vast te stellen of de put een effectieve producent 30 zal zijn. Dit proces is gewoonlijk bekend als het profileren van de put. Gedurende zijn reis door het boorgat naar beneden, kan het instrumentenpakket worden blootgesteld aan schok- belastingen die zo hoog zijn als 100 tot 150 g en temperaturen zo hoog als 200°C. Derhalve zijn de kristallen gemonteerd in 35 de houders met speciale schokopvangende technieken ter voorkoming van beschadiging van het kristal.

De onderhavige uitvinding heeft de voornaamste problemen die men tegenkomt bij deze toepassing van de detectoren, geïdentificeerd en het hoofd geboden. Deze problemen be- . 8 7 0 1 & 0 9 - 3 - , '! staan hieruit, dat de hoge schok- en vibratiebelastingen tengevolge zullen hebben, dat de reflecterende media in de detector verschuiven, en dat een daarop volgende langdurige blootstelling van de detector aan temperaturen in het gebied van 5 150 tot 250°C tot gevolg heeft dat een bruine film zich ontwikkelt op het kristaloppervlak. Dit verslechtert de prestatie van de detector. Aangenomen wordt, dat één reden waarom deze problemen niet zijn begrepen, is dat de scintillatiede-tectoren zo ontoegankelijk zijn gedurende gebruik en het mak-10 kelijk was om in het algemeen de schuld voor de verminderde prestatie te wijten aan mechanische en thermische storingen die optreden gedurende de plaatsing en het gebruik.

Het kristal voor het opnemen van het olieputpro-fiel is typisch een lange, smalle configuratie die verbonden 15 is met het uitgangsvenster aan één uiteinde van het huis. Het venster is gekoppeld met de fotobuis. De prestatie van deze configuratie is in hoge mate afhankelijk van een uniforme lichtproductie over zijn gehele lengte. Verschuiving van de poederreflectoren, te danken aan overmatige trilling, ver-20 stoort de lichtbalans en leidt tot verminderde prestatie.

Teneinde dit probleem op te lossen is Teflontape, een hoge temperatuurkunststof met goede reflecterende eigenschappen, uitgeprobeerd als reflector. Dit materiaal verschaft een zeer doelmatige stationaire reflector, welke warmte-uitzetting 25 van het kristal toestaat en niet verschuift bij schokken en trillingen. Een nadeel van de tape is echter, dat de tempera-tuurverslechtering op lange termijn wordt versterkt en de lichtopbrengst met zoveel als 60% kan dalen.

De onderhavige uitvinding verhindert de verslechte-30 ring die optreedt zowel bij poederreflectoren als bij Teflontape.

De onderhavige uitvinding is gericht op nieuwe en verbeterde scintillatiedetectoren. De uitvinding heeft bovendien betrekking op een verbeterde werkwijze voor het vervaar-35 digen van scintillatiedetectoren.

Volgens de uitvinding omgeeft een hermetisch afgesloten huis een langwerpig scintillatiekristal in een atmosfeer van niet-reactief gas. Dit verschaft een verhoogde levensduur aan de detector.

I , ' ' ^

t w *. ·, V V

r - 4 - ✓

Het huis is geïllustreerd als een roestvrij stalen buis met een licht-doorlatend venster aan één uiteinde. Het venster wordt vastgehouden in een venstersamenstel dat het venster afsluitend bevestigt in het huis.

5 De scintillatiekristallen werken door de energie van de ioniserende deeltjes van gammastralen om te zetten in lichtenergie. Typen van kristallen die effectief zijn omvatten alkalimetaalhalogenidekristallen die geactiveerd zijn door insluiting van thallium, cesiumhalogenidekristallen, bismutgerma-10 naat; en kunststofscintillatoren.

Aangezien de prestatie van het kristal afhangt van hoe doelmatig het geproduceerde licht kan worden opgevangen, is het kristal omgeven door een reflector voor licht in het 300 nm tot 500 nm golflengtegebied. Bovendien draagt deze re-15 flector bij tot het isoleren van het kristal tegen schokken.

Het is dus wenselijk om reflecterende poeders van metaaloxiden, zoals of MgO als de reflector te gebruiken. Polytetra- fluorethyleentape, (bekend onder het DuPont handelsmerk "Teflon"), die om het kristaloppervlak is gewikkeld is even-20 eens effectief.

Het kristal, omgeven door de reflector-schokabsor-beur,is afgesloten in het huis in een atmosfeer welke de blootstelling van het kristal aan vocht en reactieve gassen zoals zuurstof wezenlijk vermindert. In één uitvoeringsvorm van de 25 uitvinding is het kristal opgesloten in een atmosfeer van een niet-reactief gas, zoals stikstof, CC^, of één van de edelgassen .

De uitvinding heeft tevens betrekking op werkwijzen voor de vervaardiging van de detector. In een eerste uitvoe-30 ring wordt het kristal ingesloten in een niet-reactieve atmosfeer in het huis. Een dergelijke inkapseling kan tot stand worden gebracht door de omspoelde componenten samen te voegen in een werkkast die gevuld is met het niet-reactieve gas.

In een andere uitvoering wordt de detector gevormd 35 door de detector te assembleren en vervolgens het huis te evacueren en een niet-reactief gas te gebruiken om het huis weer op te vullen. Alternatief wordt in deze uitvoering, na assemblage, de atmosfeer in de detector gespoeld met een niet-reactief gas.

f v f Λ· f. 9 it V' * \ - t , i; · - 5 -

Deze technieken staan de vervaardiging toe van put-profieldetectoren die zowel temperatuurstabiel alsook ongevoelig zijn voor veranderingen afkomstig van de reflector die in de houder verschuift.

5 Deze en andere aspecten van de onderhavige uitvin ding zijn meer volledig beschreven in de navolgende beschrijving en tekening, waarin: fig. 1 een zijaanzicht is in longitudinale doorsnede van een geassembleerde scintillatiedetector volgens de 10 onderhavige uitvinding, weergevende een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij het reflecterende medium een reflecterend poeder is.

Fig. 2 een zijaanzicht is in longitudinale doorsnede van een geassembleerde scintillatiedetector volgens de 15 onderhavige uitvinding, weergevende een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij een laag Teflon wordt gebruikt als het reflecterende medium.

Fig. 1 toont een typische scintillatiedetector volgens de onderhavige uitvinding. De detector omvat een buis-20 vormig, roestvrij stalen huis 10 dat een cylindrisch scintil-latiekristal 11 bevat.

Het kristal kan bestaan uit een alkalimetaalhaloge-nide dat geactiveerd is door de insluiting van thallium, natrium of zeldzame aarden, zoals Nal(Tl), KBr(Tl), KI(T1), en 25 KCl(Tl); Csi(Tl) en CsI(Na); en Lil(Eu)bismutgermanaat; of een kunststofscintillator, zoals NE102 polyvinyltolueenkunst-stof. Kunststofscintillatoren zijn moleculaire kristallen waarin de intermoleculaire binding zeer zwak is in vergelijking met de binding van ionkristallen en waarin de foto-30 luminescentie voorkomt uit deexcitatie van de eerste geëxciteerde elektronische toestand. Moleculen die een hoge resonan-tie-energie hebben, zoals onverzadigde cyclische moleculen en meer in het bijzonder, benzeen of benzeenderivaten, vertonen uitstekende organische scintillatie-eigenschappen. Een kunst-35 stofscintillator kan bestaan uit één of meer fluorescerende organische verbindingen die zijn opgelost in een vaste kunststofbases . Enige voorbeelden van de fluorescerende verbindingen zijn, zonder daartoe beperkt te zijn, POPOP, tetra-fenylbutadieen, butyl-PBD en naftaleen. Voorbeelden van de 87 0 2 J 0 9 * - 6 -t kunststofmaterialen zijn polyvinyltolueen, polystyreen, poly-methylmethacrylaat, polyethylmethacrylaat, en copolymeren daarvan. Deze kunststoffen kunnen tevens verknopingstoevoeg-sels bevatten zoals, doch niet uitsluitend, divinylbenzeen.

5 Het Amerikaanse octrooischrift 3960756 t.n.v. Noakes, overgedragen aan dezelfde rechthebbende, bespreekt organische scintillatiematrices en is hierin opgenomen door middel van verwijzing.

Het huis 10 bestaat uit een buisvormig metalen 10 lichaam 12 dat aan ëën uiteinde is afgesloten door een ven-stersamenstel 13 en aan het andere uiteinde door een metalen plug of kap 14. Zowel het venstersamenstel 13 alsook de plug 14 zijn dichtgesoldeerd aan de betreffende uiteinden van het lichaam 12 door perifere lassen bij 17 respectievelijk 18.

15 Het kristal 11 is zodanig gesneden of machinaal bewerkt dat het een cylinder met een rechte hoek oplevert welke een glad, cylindrisch uitwendig oppervlak 21 en vlakke en parallelle eindvlakken 22 en 23 heeft. Het eindvlak 22 is aangrenzend tegen het venstersamenstel 13 geplaatst en een 20 veersysteem 24 is gemonteerd tussen de eindkap of -plug 14 en het andere eindvlak 23 teneinde het kristal 11 verend naar het venstersamenstel 13 te duwen. Dit handhaaft een optische koppeling via een laag van een geschikt optisch koppelings-materiaal 26 tussen het kristal 11 en het venstersamenstel 13. 25 Geplaatst tussen het veersysteem 24 en het eindvlak 23 van het kristal 11 bevindt zich een rugplaat 27 die gevormd is van een scintillerend licht-reflecterend materiaal. In de weergegeven uitvoeringsvorm omvat het veersysteem verscheidene golfvormige veren en afstandsplaten. Andere typen van veersystemen kunnen 30 desgewenst echter ook worden gebruikt.

Het venstersamenstel 13 is gevormd uit een cylindrisch stuk glas 31 dat hermetisch is afgesloten in een ven-ster-vasthoudring 32. Het glasmateriaal is transparant voor het type licht dat voortkomt uit het betreffende scintillatie-35 kristal 11 wanneer een dergelijk kristal wordt gebombardeerd door ioniserende straling.

Een voorbeeld van een type glas dat kan worden gebruikt in het venstersamenstel 13 is een natronkalkglas met een thermische uitzettingscoëfficiënt bij kamertemperatuur van

. 8 7 0 2 1C

- 7 - “6 o ca. 8 x 10 tot 10x10 cm per cm per °c. De ring 32 kan bijvoorbeeld een roestvrij stalen ring zijn met een thermische —6 — uitzettingscoëfficiënt van ca. 9 x 10 tot 12 x 10 cm per cm per °C. Voor een bijzonder samenstel, wanneer een drukaf-5 sluiting gewenst is, is de ring 32 zodanig gekozen, dat deze een in geringe mate grotere thermische uitzettingscoëfficiënt heeft dan het glas 31, en deze differentiële thermische uitzetting wordt gebruikt om een drukafsluiting tot stand te brengen op het contactvlak 33 tussen het glas 31 en de ring 10 32.

De drukafsluiting alleen kan desvereist worden gebruikt voor het verschaffen van hermetische afsluiting. Wanneer de ring bijvoorbeeld is gevormd van een met nikkel bekleed, koudgewaist staal, levert het glas niet een signifi-15 cante chemische binding op met het nikkel·· overtrekmateriaal. Wanneer echter de thermische uitzettingscoëfficiënten verwant zijn, bijvoorbeeld zoals hierboven is uiteengezet, en de afkoeling op geschikte wijze wordt gecontroleerd, dan staat de ring onder spanning en staat het glas onder druk om zo een 20 drukafsluiting daartussen te vormen.

De drukafsluiting kan tot stand worden gebracht door verhitting van het glas 31 en de ring 32 boven de verwerk ingstemperatuur van het glas, zodat het glas vloeit in contact met de ring, zoals beschreven in het Amerikaanse 25 octrooi 4383175, overgedragen aan de rechthebbende op de onderhavige aanvrage. Deze literatuurplaats, welke eerder bij wijze van referentie hierin is opgenomen, beschrijft eveneens structuren en methoden voor het bevestigen van het ven-stersamenstel 13 aan het buisvormige lichaam 12 welke gepaard 30 gaan met het versmelten van het metalen buisvormige lichaam 12, de ring 32 en de kap 14. Soorgelijke methoden kunnen worden toegepast om de kap 14 aan het andere uiteinde van het buisvormige lichaam 12 af te sluiten.

Nadat de afkoeling voltooid is, wordt het glas ge-35 slepen en gepolijst, desvereist, onder oplevering van de gewenste scintillatie-, lichttransmissie-eigenschappen.

Geplaatst rondom het uitwendige oppervlak 21 van het kristal 11 bevindt zich een reflecterend medium 28 dat twee functies vervult. De primaire functie is het reflecteren , 8 / D l, ü ü * - 8 - van licht en verbeteren van de prestatie van de detector door de opvang van het door het kristal geproduceerde licht te verbeteren. Een secundaire functie van het reflecterende medium 28 is het bijdragen in de bescherming van het kristal 5 tegen hoge schokbelastingen welke de detector kan ondervinden gedurende gebruik. In de eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is het reflecterende medium 28 een licht-reflecterend poeder, bijvoorbeeld metaaloxiden zoals A12C>3 of MgO. Het poeder is gepakt tussen het kristal 11 en het 10 buisvormige huis 12. Een smeerlaag, zoals een gesplitst vel Teflon, kan zijn aangebracht tussen het kristaloppervlak 21 en het reflecterende medium 28 teneinde de belastingskrachten op het kristal 11, teweeggebracht door het verschil in thermische uitzettingscoëfficiënten, te verminderen.

15 Aan elk uiteinde van het kristal 11 is een O-ring 29, 30 aangebracht rond het kristal 11. Deze O-ringen handhaven de centrering van het kristal 11 en sluiten de poeder-pakking over de lengte van het kristal in om zo het poeder in contact te houden met het kristaloppervlak. Op deze wijze 20 wordt het poeder vastgehouden als bijna een vaste bus.

In een alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding, weergegeven in fig. 2, is het reflecterende medium 128 polytetrafluorethyleen ("Teflon"), zoals één of meer lagen van Teflontape. De tape is gewikkeld rond de gekromde kristal-25 oppervlakken, zodat de taperanden overlappen. In het in fig.

2 weergegeven aanzicht is het kristal 11 omwikkeld met tape, zodat drie lagen 135 van Teflon zijn gevormd.-0,0025 cm laag van aluminiumfolie 136 bedekt dit en wordt uiteindelijk bedekt door een andere enkele laag 137 van Teflontape. Een ex-30 tra laag van schok-absorberend materiaal 150 zoals een potting mengsel of poeder kan worden gebruikt in deze uitvoeringsvorm om bij te dragen in de bescherming van het kristal tegen schokken en om extra steun te verschaffen. Het vlakke eindoppervlak 123 kan eveneens omwikkeld zijn. Het vlakke 35 eindoppervlak 122 is niet omwikkeld cm zo lichtmeting door het venster 131 mogelijk te maken.

Het kristal is afgesloten in het buisvormige huis in een nagenoeg niet-reactieve atmosfeer. In het verleden was het niet bekend, dat de atmosfeer in het huis de presta- . 8 / 0 *1 I· V· %é v - 9 - tie en levensduur van scintillatiedetectoren kon beïnvloeden en de kristallen waren afgesloten in lucht.

De problemen die gepaard gaan met het gebruik van een luchtatmosfeer worden duidelijk, in het bijzonder nadat 5 de detector is neergelaten in het boorgat. Terwijl het eerder bekend was, dat de prestatie van de detector kan verslechteren in situ, is thans een inzicht in deze problemen ontwikkeld en ondersteund door het navolgende bewijs. Gedurende het daalproces en terwijl de detector zich op zijn plaats be-10 vindt, kan deze onderhevig zijn aan hoge schokbelastingen en temperaturen. Deze omstandigheden veroorzaken klaarblijkelijk veranderingen in de reflecterende pakkingslaag 28, hetgeen leidt tot verslechtering van het kristal. Wanneer reflecterende poeders worden gebruikt, hebben de hoge schok- en vi-15 bratiebelastingen tot gevolg dat het reflecterende poeder verschuift. Als gevolg hiervan, in verloop van tijd, heeft de langdurige blootstelling van het kristal aan een zuurstof-houdende atmosfeer in een gesloten houder, bij deze verhoogde temperaturen van 100°C tot 200°C, tot gevolg dat een bruine 20 film zich ontwikkelt op het kristaloppervlak. Deze film verslechtert de doelmatigheid van het reflecterende medium dat het kristal omgeeft.

Het scintillatiedetectorkristal 11 is een lange, smalle cylinder met een rechte hoek die optisch is gekoppeld 25 met één uiteinde aan een fotomultiplicator. Een uniforme lichtproductie over de gehele lengte van het kristal is noodzakelijk ter verzekering van de geschikte werking van het kristal. Verschuiving van het reflecterende medium verstoort de balans van de lichtproductie en veroorzaakt een verslech-30 terde werking. Dit probleem wordt vergroot daar waar het kristaloppervlak 21 een verhoogde blootstelling aan een zuur-stofatmosfeer heeft en de licht-remmende film zich ontwikkelt op het kristaloppervlak. Deze verslechtering van de detector, welke een poederreflecterend medium en een luchtatmosfeer 35 heeft, bleek de lichtopbrengst te verlagen tussen 10% en 20%.

Geloofd werd, dat de verslechteringsproblemen grotendeels het gevolg waren van het verschuiven van het reflecterende poedermedium 28. Eén oplossing voor dit probleem was het toevoegen van de O-ringen 29, 30 om bij te dragen in è / Ü C v w 5 - 10 - het vasthouden van het poeder op de juiste positie in contact met het kristaloppervlak 21. Een verdere poging ter oplossing van dit probleem was de vervanging van het reflecterende medium 28 door Teflontape (zoals getoond in fig. 2). Teflon 5 werd gekozen omdat het een hoge temperatuurkunststof is met goede reflecterende eigenschappen. Andere kunststoffen met soortgelijke eigenschappen kunnen worden gesubstitueerd. Aangenomen werd, dat het Teflon zacht genoeg zou zijn om de kris-taluitzetting toe te staan en niet te verschuiven bij schok-10 ken en vibratie. De vervanging van de Teflontape voor het poeder-reflecterende medium vormde echter geen oplossing voor het verslechteringsprobleem aangezien de temperatuurverslech-tering op lange termijn werd versterkt. De lichtopbrengst daalde zoveel als 60%. Gemeend wordt, dat de tape de film aan 15 het kristaloppervlak opsluit en dat andere vaste stoffen, zoals aluminiumfolie of een reflecterende bus op dezelfde wijze zouden werken.

Deze problemen worden opgelost door de onderhavige uitvinding door het kristal 11 op te nemen in een niet-reac-20 tief gas. Voorbeelden van geschikte gassen zijn stikstof, koolstofdioxide en argon, ofschoon elke inerte of relatief niet-reactieve atmosfeer eveneens zal werken. Zoals gebruikt in deze aanvrage wordt onder een niet-reactieve atmosfeer verstaan een atmosfeer die geen reactieve zuurstof bevat of 25 die nagenoeg uitgeput is wat betreft zuurstof.

Verscheidene werkwijzen kunnen worden toegepast om het gewenste resultaat te verkrijgen. De volgende voorbeelden lichten de onderhavige uitvinding toe: het kristal 11 kan worden ingekapseld met een niet-30 reactief gas of het huis 10 kan worden geëvacueerd na inkapseling en opnieuw gevuld met een niet-reactief gas. Alternatief kan het huis 10 worden doorspoeld na inkapseling, totdat alle reactieve gassen zijn vervangen door het niet-reactieve gas.

35 Teneinde de inkapseling met een niet-reactief gas tot stand te brengen, kan de detector worden geassembleerd in een werkkast welke de niet-reactieve atmosfeer bevat. De gezuiverde componenten van de detector worden geplaatst in de en werkkast-omspoeld met een geschikt gas, zoals argon. De com- ƒ y t v, w > - 11 - ponenten worden vervolgens geassembleerd in de werkkast welke de argonatmosfeer bevat. Het huis 11 wordt vervolgens afgesloten.

Als een alternatief kan de detector worden geassem-5 bleerd onder vorming van een afgesloten eenheid, zoals bekend, maar de atmosfeer in het huis kan vervolgens worden geëvacueerd en het huis kan opnieuw worden gevuld met een niet-reactief gas. Eveneens kan de afgesloten eenheid worden gezuiverd van het reactieve gas, zoals door spoelen met een 10 niet-reactief gas. Wanneer de gasoverstroming uit het huis niet-reactief is en stabiel in samenstelling (d.w.z. relatief zuiver niet-reactief gas), dan kan het huis worden afgesloten.

VOORBEELD X

15 Effect van argon op G-stijl temperatuurverslechtering

Vier detectoren werden opgebouwd met Teflontape, waarvan twee werden geassembleerd onder toepassing van de huidige standaardpraktijk, terwijl de andere twee werden op-20 gebouwd in een argonatmosfeer.

Voorbereiding:

Een droge kast werd gebruikt voor het assembleren van de detector. Deze kast bestaat uit een houder welke een gesloten omgeving vormt die toegankelijk is door afgesloten 25 toegangsopeningen die zijn uitgerust met handschoenen om zo de assemblage van de materialen mogelijk te maken. De droge kast werd geopend en grondig schoongemaakt. De hardware van de detector werd schoongemaakt door de standaard shake and bake methode. De scintillatiekristallen wer-30 den in verbinding gebracht met het glas in de droge kast.

Alle hardware, . inpakmaterialen en reflectormate- rialen werden vervolgens overgebracht in de zuivere laskast. Voor de twee argondetectoren werd het dauwpunt van de argon-cylinder gemeten op -55°C op de automatische dauwpuntmeter.

35 De argoncylinder werd vervolgens aangesloten op de laskast en de kast werd gespoeld met argon totdat een dauwpunt van -55°C was verkregen met de dauwpuntmeter.

Samenstellen;

De kristaloppervlakken werden voorbereid met be- . 87 0 2;' C ï - 12 - hulp van de standaardpraktijk in de lucht of argonatmosfeer.

De kristallen werden omwikkeld met drie omwikkelingen van Teflontape, vervolgens met een laag van 0,0025 cm aluminiumfolie en een vierde wikkeling van Teflontape. De kristallen 5 werden vervolgens in deze huizen gelast in gedehydrateerde lucht of de argonatmosfeer.

Proefmethode;

Een 5,1 cm standaardbuis werd gebruikt voor het meten van de pulshoogte en-resolutie. Het 2,86 cm x 2,86 cm stan-10 daardkristal werd ingesteld op kanaal 1000 op de standaardbuis. De elektronische pulsator werd eveneens ingesteld op kanaal 1000. De vier 3,8 cm x 10,2 cm kristallen werden gemeten ten aanzien van pulshoogte en pulshoogteresolutie voorafgaande en na herhaalde verhittingscycli tot 160°C met een vier-uurs 15 doortrekking bij de temperatuur. De resultaten en gegevens zijn hierna vermeld:

Gegevensinterpretatie:

De prestatie van een scintillatiekristal kan worden vastgesteld ten aanzien van de helderheid van het licht dat 20 geëmitteerd werd als gevolg van de botsing met een enkele gammastraal. Het licht dat geregistreerd wordt heeft een Gauss-verdeling waarbij de hoogte van de kromme de pulshoogte of piekkanaal wordt genoemd en de breedte van de kromme de resonantie wordt genoemd. Een scherpere resonantie geeft een 25 meer duidelijke pulsresolutie en grotere pulshoogte.

Voor scintillatiekristallen zijn deze metingen tweemaal uitgevoerd, eenmaal met de bronoriëntatie parallel aan de lengteas van het kristal, hetgeen bekend staat als "end on" meting, en eenmaal met de bronoriëntatie dwars op 30 de lengteas van het kristal, hetgeen bekend staat als "broad beam" meting. In het ideale geval, wanneer het kristal in balans is, dienen deze twee metingen elkaar te benaderen.

De resultaten zijn hieronder uiteengezet. "P.H." geeft de pulshoogte en "Res." geeft de resonantie weer.

35 . 8 7 0 2 ί i , - 13 - tj) O1 me Λ IDfi— —

J3 ·Η dPdPdPdP +> ·Η dP dP <JP tfP

mij r- oo oo οι ΟίΜσιΓ'Πΐη om ΟΦ ‘ k k -

O^ T— CM co en O'Ö'-OIOÏCO

r> e ^ '— '—’ '— Si d ’ ’ ' " ' ' ’ ω § m « u in oo oo Γ' Μ M co cm σι m 3(1) T-fMLDCVJ 2 <d rr- cn o~

D,> I I I l CU> l I I I

g 6 5 ω RJ ra (DO *3· oo o co co co φ φο-γόοο PQtó *··**> ® ^ \ CD CO O- CO CD CO CO CD V.VO vO > ^ rrj . S.S.NS NWS Ό * ^ "N ^ ^ law γ-Γ'Γ'ιπ o m «f njEiriLncoo o· OOCN'S’I^ t-OOOCN O ^ ° ° mcu co oD oo oo 00 00 r- co s-ι CU oo co Γ" co cq m m H1 & dP tiP dP Φ StfdPtf ## ij .¾ o- m co οι ^ΉσιηηΟΓ

OiM ' ' ' " ., nm . es co en · U O O *- oj a\ co Λ 3 O’S 3 O -Ö υ ^ c? rj ü U 2 Λ ö 5 CQ frt ^ t~ VD oo -P tnrö^Dc^ovpo irt _j ij CM t- CM LH CM CM tÖ Η H r· r- cO Is r 2¾¾ ,,11,+ M S.MM* 0 α > οι a > §* s

Λ\ I 1— Γ'» I— CO NCO cun 0 CO co o co I

ij ω i * - - - - -P ra » «* *· ·· i C 0 ^ CO CD CO CD CO CD CD CD \ d 0 CO CO Γ" CD ·Ν.

•Γ-l OP5 ONNNNNNNNNN 'Π O ^ ^ ^ ^ ° -H "N. O^CONmCOOI^'fi^O -H \ 03 OC CN 00 o >0 · ortounM^NomoJO £i ’Ü · j- o r~ o ° CÏC r-OOOOCOCOCTsOOOQO-CO'- C B 00 00 00 r- e rq . c w · 0 PU ® 1 g'g'g'g’ i g'g'g’g' 5j C C C C d Ή -r^ p ""”! -Γί ’"i 'i o 0 0 0 0 0 XXXX o o χ x x x x x x x x o τι π}ίΰΐΰιϋιϋ·ΡΧ)Χ)£Ι£)·Ρ , 'O ΛΛΛΛ·^ 3 C ΛΛΛΛΛ®0000® ÏJ § 00000 3 +J 35435-134-)^-^-^-^-4-) d +J (N O) N M +1 u 0 08000000000 *-< 2 0 0>>>>>öCdddd 0 q dflflfip: •H +j

a > -o *P 'ö ra 'O

,-l fl UirCMr-OI 0I-N<-CM Ιί rH Ό r- Ol *- Oi 0 Π -H 0 0 00 -I__,,,J3 >,0 0 Ödd-P-P'ÜdC-P-P'Ü >iU 0 oo Λ ΡΟΟΧΡΡΟΟΛίΡ OO Λ 2. 2. 5

°0 d 0tJiOiÜU0tP&>üü0 0 β P* p1 H 2 M

0 CD φ DUU3d4JUUd3+J 0CD 0

^-r- W [OfÖÖHHWnJnJHHÖl (N r- H (Ö (Ö Η H W

. 87 02 c - , -14- £n ^ ^ 0\0 0\° (71 Λ ^ dP dp II) ö 0) 3 o'Po'PrO'st' -Ρ -H 00 Φ *“ *> -Ρ H CN 00 *· *· (J1 M * * ^ LD (7> M * “ 07 ΓΝ O J) (ΝΠΓ-1- 0<1> o Ό '-'w^w o τί x 3 x 3 ra 3 ^lo ra 3 r-~ ix> Η M m o on m HM momm do) CNnrr· 3(1) ΓΟ-^'Ί-τ-

Pj > iiii ft > i i i i g Ë 3 ra 3 ra ü) O O 00 r- 00 (DO) 00 00 (Μ Γ- pQp^vv^·. CQPh \ MO Μΰ S (D(Ol^>

3 · WW Ti · WW

mill oiMno 3 tü mmooï

0 · ooioi^i o · cnooioM

M ft 00 Γ" Γ- H M ft I^MDlO

ffl m ._.._. o\o 0\0 ^~· 0\0 o\0

o\o o\o ^ ^ o\° o\° ^— IN

iJiLD’^·'*· &> »— VD «· ^ 0) 3 » -,-=31 in 0) 3 » -ro on

+) ·Η O) CO r- r- 4J H -3= -31 (N CN

(ji M — (71 M

O (1) O 0) X

0 'ö min 0 Ti t lo o ^ £ C roooin# M ,3 3 'ÏCOOlOi 3 ui ui o)(Ni-r-o 3 ra 3 oo m *- i- m

3 Η Μ 1111+ 3 Η M I I I I I

-P 3 0) -P 3d) 3 ft > 3 Λ >

Μ M

0) 0)

Pu ft g Γ- 00 *“ (71 g 00 00 ON τ— tu ra - O) ra - - - -

+) β M lOIDMO -p 3 0) IDIDMS

O tó WW o Cft WW

•ro \ ηοσί'ίο ·γο Μ ooui^o- •rl i(] rOOIflO H Ti · O UI LD 00 <71 p 3 (3 CO CO Is O* r- ,Q 3 ttJ 00 > (O (O m pq · H · 3 ft 3 ft

0) CD

,i4 0101010^ ,Μ (71(71(71(71 0) 3333 0) 3333 J3 Η Η Η H ·Η ·Η Η Η Μ Μ ΛίΛίΛίΛί ο ΧΜΧΜ 0 Α! ,* ,* Α4 0 3333 Ο 3333

Ti Ti Ρ X! X Ρ ·Ρ Ti Τί 3 ω 3 ra Μ 3 0) 0) 0) 0) 0) Μ 3 (D 0) (ϋ (D (ϋ 3 -Poooororo-P 3 -Ρ -3* ^ -¾1 -Ρ 3 ra 3 ω 0)33333 0) 33333 Μ Ο 3 3 3 3 3 Μ Ο 33333 Ο) qj 0) -Ρ •Η Η κ* |> ra Ti ra τ3 3 M3 Ρ T-CN Η τ5 1— 04 1— ΟΝ 3 Η TJ Ο) τ- Ν 3 Ο Η 3 ϋ Η 3 33 >ι U 0) 3 3-Ρ +J Ti >iU 0) 3 3 -Ρ -Ρ Ti 0 0 00 ,3 0 0,3,3 3 00 X 00,3,33 (71(71 Ο 3(71(71003 Ο 3 (71(7003 MM 0)οο 0) Μ Μ 3 3 -Ρ 0)οο 0) ΜΜ33-Ρ f3<3 τ— pq 3 3 η γ—ι ra ο <“ W 3 3 Η Η ra . 87 0 2 CC s -15-

O -- O

0 O

o —- deep o ^ ^ 2 0β <#><#> ΗΓΊ rH 0)Ö ^

Οιμ s u oiy vo\o^n M

O 0 vo vo co co O O 0} υ η τι —^ +j Cd +j Η g lö iJÖ δ w «d vom ω “ i0' i2

r-( j-i f»i O O ff> Η Η Μ Γ^· t'» lf) ^ H

d 0 in in co o) d d 0 *7* Τ’ δ! Οι > fill PM ft> I l I I ft ε s δω (β to S 0 co m vo *3* ω ω rnou-vo mg » * * * mos- * *> * VOVOI-t- rtffi mr^vo , «w les^is ( π · *!* Γ-- 5-1 O · r~- Γ-- σι cm d °ft ^imn d Mft d ft 3 ® Q. *—» CO ft —«—TÓP <Sf> es (jp Hp .—«* 0\ S c?P οΛΡ tn VO '‘’^ 0 Cr dP#OOrf> d d »^ jj oei ‘ -en *ti -i-1 d 5 .nirt^Si0^ 4J-H - *-VO - S-l JJtI νοιο^π n oiM iDinndH δ -η 51 5r! •Η ο 0 ------ δ Η Ο0 ΛΟ'ϋ 'd Λ Oti r! β Γ'Ον β ΐ ö ^00 β Μ§ n^ODiOi δ c ω δ t-^Ln^: 0 rl Μ in 'ϊ ΓΟ OJ r-l +J 0 HM in ΙΓΙ CO fO 00 * d0iiiii W -¾ 3 ® 1 1 1 1 1 0 ft> 0 ft> g * 0 8 •Ö ω σι σι co m ·ΰ ω σι co η co β ω *··· * ti ¢) >'··* Μ Oft vovor-r- U Oft S° C: π -,. s.v w d n \ d <0 · HMOH d ^

β ïri co r- 'i* oo co PK

M [ï] · t— r- m m <n m W * ιπ σι 0ft 0ft •h > ·* a t “ Ή

Η δ HNHN δ H 'Ü HNrlN P

n .ri δ OH δ 0 fi (JtJiJti ^iU ddd-PH'd fro ^ OOKKP do Λ ΟΟΛΛ0

ο β en 0> ο ϋ δ o cpipüünJ

0 O 0MMdd+J do rHOJ ft δ δ H i—I ω nn Η δ δ η -π ω * b I o l ^ u y - 16 -

Analyse:

Na twee, vier-uur durende cycli bij 160°C namen de twee Argon-gevulde detectoren af in pulshoogte met gemiddeld 2,2%, terwijl de twee lucht-gevulde proefstukken ge-5 middeld verminderden met 8,4%. Na twee, vier-uur durende cycli bij 180°C, verloren de twee Argon-gevulde detectoren een extra 2,2% pulshoogte, terwijl de lucht-gevulde proefstukken een extra 14,4% verloren. Na twee, vier-uur durende cycli bij 200°C vertoonden de Argon-gevulde proefstukken een totaal verlies 10 voor alle cycli van 6,8% pulshoogte, terwijl het totale verlies in pulshoogte voor de lucht-gevulde proefstukken 40,7% bedroeg.

Deze proeven tonen aan, dat de vervanging van een niet-reactief gas voor lucht bij het detector-huissamenstel de 15 prestatie en de prestatieduur van de detector wezenlijk verhoogt. Het effect van de uitvinding blijkt meer dramatisch naar mate de temperatuur waaraan de detector wordt blootgesteld toeneemt en de duur van blootstelling aan de ongunstige omstandigheden toeneemt.

20 Aanvankelijk zou het niet voor de hand liggen, dat een niet-reactieve atmosfeer de voorkeur zou verdienen boven lucht, aangezien het voordeel slechts aan het licht komt bij blootstelling aan verhoogde temperatuur gedurende een langere tijdsduur. De pulshoogte van het kristal, wanneer ingesloten 25 in argon, is lager dan lucht voordat de eenheid is blootgesteld aan verhitting gedurende langere perioden.

VOORBEELD II

Proefmethode;

Proeven werden uitgevoerd onder gebruikmaking van 30 de voorbereidingsassembleertechnieken en proeftechnieken gelijk aan die van Voorbeeld I. Voor dit voorbeeld werd de prestatie van detectoren beproefd voor de kristallen met opgegeven grootte en voor kristallen die vervaardigd zijn zoals beschreven in de tabellen. De pulshoogte werd gemeten op tijdstip nul» 35 na 24 uur bij 185°C, en na 12 uur bij 200°C. De verandering in pulshoogte werd geregistreerd als een percentuele verandering van het aanvangscijfer.

Analyse:

Wederom werd een significante verbetering aangetoond

. Ë 7 Γ. L

- 17 - in het niveau van de pulshoogte dat werd gehandhaafd voor detectoren met niet-reactieve atmosferen. Een additionele puls-hoogtemeting van de eerste proefmonsters na 24 h op 200°C toonde geen significante verandering van de monsters na 12 uur 5 (d.w.z. 12,6% respectievelijk 12,5%). Dit voorbeeld illustreert dat een inert gas, zoals argon, de voorkeursatmosfeer maar is, - dat detectoren met een niet-reactieve atmosfeer zoals stikstof-en CC^-atmosferen beter presteren dan detectoren met luchtatmosferen.

10 "T.T." wijst op Teflontape als een reflecterend medium.

. 87 0 ti vV

- 18 -

<D Λ Ό O

Ö ·Μ< o o\° o\o o\° o\° o\° o\° o\° ιίΜΟΜ1 n vo n o\° n H O - - -- - - 00 -

φ (ti CM CM CM H CM inn -CM

>β HH VO VO H CM Γ-rH

nil II II II

• O'-Η ÏU βΛ • -H Pc β 0) £ 'Ö o β r* o o\° o\° o\° e\° o\° o\° o\° o\° id cm in o\° o\° r- rH o\° vo o\° o\° o\° o\° [—· n cm n vo o\° H oo σι oo -o\° -o\° n- rH in cm vo -- -- -in — tt) cd h -- r— oo η H -cm ---- M1 cm n vo cm - U κ*β vo vo in m rH cm co rH oo in m in γΗχ-ηηηηοο

ο ·η I I II II II I I I I I I I I I I

O · Ö1-H .

o Kfifl fi CM · -|H I ® -

Pi β Τ).β 'Ö _ 4J β Ο Φ *0

0 CD (Ö Λ Ό · H

+J 'Ö’Ö'd'ÖH φ β β 4-1 CD

I—I I—I · I—I I—I 4-1 Cd β Φ Φ CD »β *X

U CD CD 4-) CD CD CD 4-) β Λ 'Ö CD (DO Μ ο Μ MAM Μ g W CD -Η ββ ·Η ιη Μ Μ Ο Μ Λί -Η W > β Φ cm ΛΗ 5 00 Ή -Η β -Η -Η β W Φ Ο Ό ·Η β Φ Η 5 5 Η 5 5 β ,Χ Φ θ' Ο Φ · > W θ' + φ Φ-ΡΦ ΦΦϋ >β O4J Φ cd Öi O' W θ'* θ' Φ β Ο β Φ β W ΟΆί β +j W cd 4-ι β φ β φ · φ φ cd Φ Ο Φ- -X »0 -ΛΛ ft β β βη! -Φ _ β βΌ·Ό Ό β Ό -Η •'0ΛΦβΦΓ00> Ό βββ βφ U U1 β>βφβ β Ο βΟ β ιη Τ)βΟ Cïi 2 Μ 3®id Η Ο ββ Φ β β β ·

ιη φ β θ' β Ο β·Η β θ' > Η θ' β Η - 0'β β Ό β CM

1 ϋίΐβ ί β Λ4) <<β Λ β β Φ -β. ΛΟ — ο ο id ο Ό oio ο β φ cd uw w β οβ οο Η w w w ra φβ · ω cd cd ,β β w-H w ζ βφβ Φβ Φβ ΦΌ-ηηβ ΦΛ Η οο Φ · Φβ Μ β O'-Η O'-Η θ'-Η θ' β -Η Ο ·Η O' ®cdO) 0'β Φ O'-Η > φ φ Ν CM φ θ' β β W β Η φββ ββ ββ β 15 β Η Ό β θ' Λ cd β(ΰβ ββ Ο Ηφφ mm φ w φ φ < β ΦΟβΦ φηό φ w Ρί ΛΌ id ti iti Ό cd d ββ Φ Ό β Φ 0'β Ό Φ Φ 'd cd Ρι ε β Η βΗ βΗ β φ ,β β Ο βΐ d Ο β O' Ο β 'β ω φφφ φφ φφ φ d ο -η > φ β ε ο φ ο φφ Η w 5 θ' 501 501 5-r-icd Φ 5 β Φ 3 > 5 β β 501 eh W ·Η β θ' -Η 5 β_ Φ Pi w _ < < β β ββ ββ β Ν Φ ΜΑ β .,0¾ β ββ w ΦΦ ΦΦ ΦΦ Φ Qcti-H φ η β cd β Φ ηΌ Φ Φ Η Η Η Η Η- ρ1ΟΗΟΦ>ΦΗΟβΗ J Η·γΗ·γΗ·γΗ· Φ Η CMO Di Η CM Cd rH · H cd Eh cd Eh cd Eh cd Ec · O' β cdH-nöO cd H cd cdEn m +J. 4J. 4-> · 4-> · η Φ 4-)<·ΗΦΦ β < Ό β· < WEH WEh W Eh W En O Ό T) W ΝφΟι w β WEh

Eh -h -h -H -H CM β β -Η β β -Η β (ύ -Η W ββ ββ ββ β β rH φ φ βφφββ >4 fl) JJ ββ

Ui -Η Ui -Η ui ·Η u! ·Η < 5 5 Ui ε β -Η Φ Ui ε ω Ui -Η • * εεεε ε εε di οαοο ο οο cm cm cm η η η cm - - - - - - - ο ο ο ο ο ο ο

Η Η Η CM CM CM rH

X X X X X XX

εεεε ε ε ε Οϋϋϋ ο οο οο οο οο οο in m οο *. Κ S < < k οο οο οο η cm cm η ,Χ Μ ,Χ ,Χ ,Χ Μ Μ

ι—I ι—I γΗ ι—I ι ί * I 1 I

φ φ φ φ φ φ Φ

CM CM CM CM Η* H1 CM

ΜΗ φ ·.

Ο β rH cm η ιη νο Γ" β β Ρι , ί- - 19 -

VOORBEELD III

Effect van stikstof op temperatuurverslechtering

Vier detectoren met elk 3,8 cmx 10,2 cm kristallen werden samengesteld met Teflontapereflectoren. Twee werden 5 samengesteld onder toepassing van de huidige standaardpraktijk en de andere twee werden samengesteld in een stikstofatmos-feerd.

Voorbereiding;

Een droge kast zoals beschreven in Voorbeeld I werd 10 gebruikt voor het samenstellen van de detector. De droge kast werd geopend en grondig schoongemaakt. De hardware werd schoongemaakt door de standaard shake and bake-methode. De kristallen werden samengebracht met het glas in de droge kast. Alle hardware, inpakmaterialen en reflectormaterialen werden ver-15 volgens geplaatst in de schone laskast. Het dauwpunt van de stikstofcylinder werd gemeten op -55°C met de automatische dauwpuntmeter. De stikstofcylinder werd vervolgens aangesloten op de laskast en de kast gespoeld met stikstof totdat een dauwpunt van -55°C was verkregen met de dauwpuntmeter? dit 20 nam twee uur in beslag.

Assemblage:

De kristaloppervlakken werden voorbereid met behulp van de standaardpraktijk in de stikstofatmosfeer. De kristallen werden omwikkeld met drie wikkels van Teflontape, vervol-25 gens een laag van 0,0025 cm aluminiumfolie en een vierde wikkeling van Teflontape. De kristallen werden vervolgens gelast in deze huizen in de stikstofatmosfeer.

Proefmethode:

Een 5,1 cm standaardbuis werd gebruikt voor het 30 meten van de pulshoogte en -resolutie. Het 2,86 cmx 2,86 cm standaardkristal werd ingesteld op kanaal 1000 op de standaardbuis. De elektronische pulsator werd eveneens ingesteld op kanaal 1000. Het 3,8 cmx 10,2 cm kristal werd gemeten ten aanzien van de pulshoogte en pulshoogteresolutie voorafgaande 35 en na herhaalde verhittingscycli bij 160°C met een vier-uur durende doorweking bij de temperatuur. De resultaten en gegevens zijn hierna vermeld.

Analyse:

De pulshoogte-verandering voor de stikstofmonsters 40 was niet zo goed als was waargenomen voor de argonmonsters, . 8 7 i i: - 20 - maar de veranderingen waren relatief stabiel en bedroegen ongeveer de helft van de mate van verandering die was waargenomen voor monsters opgesloten in lucht en onderworpen aan dezelfde omstandigheden. Dit toont aan, dat stikstof eveneens 5 een geschikt niet-reactief gas is dat werkt in de onderhavige uitvinding.

Voor cyclus

End On Broad Beam 10____________________________P.Hi/Res___________P JWRes______ stikstof 1 860 7,1 867 7,0 stikstof 2 888 6,9 886 7,0 160°C na 15 4_uur________________________________________________________

End On pulshoogte Broad Beam pulshoogte _____P^EL/Res__verander ing___P^H^/Re s____verander ing____ stikstof 1 831 7,3% -29 3,4% 839 7,2% -28 3,2% stikstof 2 853 7,1% -35 3,9% 849 7,3% -37 4,2% 20 standaard 1008 +8 ,8% pulsator proef 1003 160°C na 5|_uur______________ 22 End Ch pulshoogte Broad Beam pulshoogte __________P^H^/Res__verandering___P-H^/Res____verandering____ stikstof 1 819 7,4% -41 4,8% 828 7,0% -39 4,5% stikstof 2 839 7,1% -49 5,5% 833 7,3% -53 6,0% standaard 1005 +5 ,5% pulsator 1001 30 180 C na 4_uur_____________

End On pulshoogte Broad Beam pulshoogte __________P^iL· /Re s__verander ing___P^H^/Res____verander ing____ stikstof 1 807 7,3% -53 6,2% 815 7,1% -52 6,0% 35 stikstof 2 820 7,2% -68 7,7% 814 7,4% -72 8,1% standaard 996 -4 ,4% pulsator 1000 r f\ " » ti <! v t. ' - 21 - »< 180°C na 4_uur______________________________________

End On pulshoogte Broad Beam pulshoogte __________P^H^/Res__verandering___verandering 5 stikstof 1 805 7,3% -55 6,4% 810 7,2% -57 6,6% stikstof 2 804 7,3% -84 9,5% 800 7,5% -86 9,7% standaard 1010 +10 1,0% pulsator 1000 10 200°C na 4_uur________________________________________ _ _____

End On pulshoogte Broad Beam pulshoogte __________P^H^Res verandering___P^H^/Res____verandering____ stikstof 1 785 7,5% -75 8,7% 792 7,1% -75 8,7% 15 stikstof 2 779 7,3% -109 12,3% 771 7,8% -115 13,0% standaard 1000 +0 0% pulsator 1000

na 4 uur 200°C

20 2θ_ογο1υΞ____________________________

End On pulshoogte Broad Beam pulshoogte __________P^H^/Res verandering PJH^/Res____verandering____ stikstof 1 774 7,3% -86 10% 776 7,3% -91 10,5% stikstof 2 753 7,4% -135 15,2% 746 8,0% -140 15,8% 25 standaard 991 -9 ,9% pulsator 999

VOORBEELD IV

Effect van vacuüm op temperatuurverslechtering Een 3,8 cmx 15,2 cm huis werd vervaardigd met 30 van schroefdraad voorziene uiteinden en O-ring afdichtingen.

Een koperen buis werd gesoldeerd in de achterzijde van het huis om evacuatie mogelijk te maken.

Een 3,8 cmx 15,2 cm kristal werd samengebracht met het venster van deze houder. Het kristal werd helemaal 35 geschuurd in de droge kast en in de houder verzegeld. Er werd geen reflector gebruikt. Alle hardware werd schoongemaakt en tegen lekkage behandeld met de helium-lektester voorafgaande aan de assemblage. De detector werd vervolgens op lekkage getest. Op dit tijdstip gaf de lektester aan dat . 87 0 2 L w 9 * - 22 - er enige geringe lekkage kon zijn geweest, doch de plaats ervan kon niet nauwkeurig worden bepaald. De detector werd vervolgens geplaatst in een oven en aangesloten op het research-ovenvacuümsysteem. De detector werd vervolgens geëvacueerd tot 5 minder dan 1 micron en gedurende de nacht gepompt. De oven werd opgewarmd tot 215°C gedurende 16 uur terwijl het vacuümsysteem het pompen van de detector voortzette. Pulshoogte- en resolu-tiemetingen werden gedaan voorafgaande en na de bakcyclus.

(Zie gegevens). De detector werd vervolgens afgesloten en we- 10 derom gebakken bij 215°C gedurende 16 uur. De pulshoogte en -resolutie werden wederom gemeten. (Zie gegevens).

Gedurende de afgesloten bakbewerking, steeg de vacuümmeter tot 500 micronen stopte, hetgeen erop wees dat er een kleine lek aanwezig was.

15 Op dit punt werd het kristal verwijderd uit de houder omdat een wezenlijke verlaging in opbrengst had plaatsgevonden. Er was geen indicatie van oppervlaktehydratatie op dit tijdstip. Het kristal werd vervolgens gewikkeld in Teflon-tape, en het werd duidelijk dat een bruine verkleuring aan- 20 wezig was op het kristaloppervlak.

Pulshoogtemetingen werden gedaan onder gebruikmaking van het standaard 2,86 cm x 2,86 cm kristal ter vergelijking.

Analyse: 25 De vacuümmonsters waren wederom niet zo gunstig als de argonmonsters. Het is mogelijk, dat tenminste een gedeelte van de resultaten kan worden toegeschreven aan het gevonden lek. Bij extrapolatie bleken de resultaten echter beter te zijn dan luchtmonsters voor dezelfde omstandigheden.

30 Terwijl de uitvinding is toegelicht en beschreven met betrekking tot een speciale uitvoeringsvorm daarvan, is deze laatste bestemd ten behoeve van toelichting en niet ter beperking, en andere variaties en modificaties van de hierin getoonde en beschreven specifieke uitvoeringsvorm zullen voor 35 deskundigen in de techniek duidelijk allemaal binnen de beoogde gedachte en omvang van de uitvinding liggen. Dienovereenkomstig is de uitvinding niet beperkt wat betreft omvang en werking tot de hierin beschreven en getoonde speciale uitvoeringsvorm, noch op een andere wijze die niet consistent is met .8702..

- 23 - de mate waarin de voortschrijding in de techniek is bevorderd door de uitvinding.

f- i i u c - ' - 24 - tn CD ü 4J ·Η 0\0 0\0 tn Μ Γ' τ- 0 <U -

O Ό T— IO

Λ Ö T- CN

w ü ii H U 0 CD ft > ε (ϋ O m σ\ οι σ ff) Q)

Pi 10 σ ^ \ T— T— T— tö · ^ \ ^ O ixl l£> CO in P · σ O' ft ft T- v- T-

tn CD fi P -H tn P

O O) o\°

Ofl o\° in Λ β σ cn tö * ^ H P σ 04

2 CD II

ft > ui tn m ro O *· *· *· β Pi 04 ro co O \ T— T— T—

• O ^ O \ V

Ό ÜJ o 04 o ro m

β · o σ o O' -nF

W ft v- r- r- T- Γ- nd ^

® I

Λ s m Ö> 13 P O P U 3

•Η X! po 00 H

Ti ji 0 m 0 m u β I m 1 >1 rd jp VD 04 10 in u -P , m p μ—» t-ι cd 5 δ rö -H tö -H 04 O g β ^ 0 Λ ^ 1—1 § i—l I ϋ °i ‘t w in w m m rlrrl t— T— w ε ε ε 6 · ο · ö δ β Ό Ό Φ +) co +j 00 00 ^ ω ro 03 co co . 67; .

Claims (19)

1. Scintillatiedetector gekenmerkt door ï een scintillatie-element dat in staat is de energie van een ioniserend deeltje om te zetten in lichtener-5 gie? een huis dat het scintillatie-element inkapselt, waarbij het huis een lichtdoorlatend middel omvat dat optisch is gekoppeld aan het scintillatie-element; afsluitmiddelen die het huis hermetisch afslui- 10 ten; en een atmosfeer die wezenlijk niet-reactief is ten opzichte van het scintillatie-element in het huis.

2. Scintillatiedetector volgens conclusie 1, verder gekenmerkt door een reflector—element in het 15 huis dat licht uit het scintillatie-element opvangt en reflecteert.

3. Scintillatiedetector volgens conclusie 2, verr. der gekenmerkt door schokabsorberende elementen die de functie hebben om het scintillatie-element te beschermen 20 tegen uitwendig uitgeoefende krachten.

4. Scintillatiedetector volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het scintillatie-element bestaat uit een element van de groep omvattende alkalimetaalhaloge-nidekristallen, cesiumhalogenidekristallen, bismutgermanaat, 25 en kunststofscintillatiesamenstellingen.

5. Scintillatiedetector volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het scintillatie-element bestaat uit een element uit de groep van Nal(Tl), NaBr(Tl), KBr(Tl), KI(Tl), KCl(Tl), CsI(Tl), CsI(Na), of polyvinyltolueenkunst- 30 stofscintillatoren.

6. Scintillatiedetector volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de atmosfeer bestaat uit één of meer van de groep helium, argon, stikstof, koolstofdioxide en 35 een vacuüm.

7. Scintillatiedetector volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de atmosfeer een edelgas is.

8. Scintillatiedetector volgens conclusie 3, m e t . 87 C i 3 v 9 - 26 - fc het kenmerk, dat het reflectorelement en het schok-absorberende element bestaan uit een reflecterend metaalpoeder dat is aangebracht in het huis rondom het scintillatie-element.

9. Scintillatiedetector volgens conclusie 2, m e t 5het kenmerk, dat het reflectorelement polytetraflu-orethyleen omvat.

10. Scintillatiedetector gekenmerkt door: een langwerpig scintillatie-element met longitudinale uitwendige oppervlakken, waarbij het scintillatie-10 element bestaat uit een alkalimetaalhalogenidekristal; een huis dat het scintillatie-element inkapselt en een licht-doorlatend venster omvat dat optisch is gekoppeld aan het scintillatie-element, en een schokabsorberend element dat de functie heeft om het scintillatie-element te 15 beschermen tegen uitwendig uitgeoefende krachten; reflectorelement dat samenwerkt met nagenoeg het totaal van de longitudinale uitwendige oppervlakken van het scintillatie-element en dat licht reflecteert met een golflengte van ca. 300 nm tot ca. 500 nm; 20 afsluitelement dat het huis hermetisch afsluit; en een atmosfeer in het huis die in wezen niet-reactief is ten opzichte van het scintillatie-element bij temperaturen van ca. 150°C tot ca. 200°C.

11. Scintillatiedetector volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het reflectorelement en het schokabsorberende element bestaan uit een reflecterend poedervormig metaal.

12. Scintillatiedetector volgens conclusie 10, 30. e t het kenmerk, dat het reflectorelement bestaat uit een polytetrafluorethyleenlaag.

13. Werkwijze voor de vervaardiging van een scintillatiedetector met componenten die een scintillatie-element, een huis, en huis-afsluitende middelen omvatten, g e k e n - 35 me r k t door: het plaatsen van het scintillatie-element in het huis; het verschaffen van een atmosfeer in het huis welke in wezen niet-reactief is ten opzichte van het scintil- .87 0 2 : S - 27 - latie-element bij temperaturen van ca. 150°C tot ca. 200°C; het samenstellen van het huis en het huisaf-sluitende middel teneinde het scintillatie-element hermetisch af te sluiten in het huis.

14. Werkwijze voor de vervaardiging van een scin- tillatiedetector volgens conclusie 13, m e t het kenmerk, dat de trappen opeenvolgend worden uitgevoerd.

15. Werkwijze voor de vervaardiging van een scin-tillatiedetector volgens conclusie 14, gekenmerkt 10 door een aanvangstrap inhoudende het wegspoelen van de componenten van gassen die reactief zijn ten opzichte van het scintillatie-element.

16. Werkwijze voor de vervaardiging van een scin-tillatiedetector volgens conclusie 14,met het ken- 15. e r k , dat alle trappen worden uitgevoerd in een gesloten systeem met een atmosfeer die in wezen niet-reactief is ten opzichte van het scintillatie-element bij temperaturen van ca. 150°C tot ca. 200°C.

17. Werkwijze voor de vervaardiging van een scin- 20 tillatiedetector volgens conclusie 13,met het kenmerk, dat de trap van het samenstellen van het huis wordt uitgevoerd voorafgaande aan de trap van het verschaffen van de atmosfeer.

18. Werkwijze voor de vervaardiging van een scin- 25 tillatiedetector volgens conclusie 13,met het kenmerk, dat het scintillatie-element een alkalihalogenide-kristal is en de in wezen niet-reactieve atmosfeer is gekozen uit de groep die bestaat uit de edelgassen, stikstof en koolstofdioxide.

19. Werkwijze voor de vervaardiging van een scin- tillatiedetector volgens conclusie 13,met het kenmerk, dat de in wezen niet-reactieve atmosfeer een vacuüm is. . 8 7 0 £ \