RU1722158C - Plastic scintillator - Google Patents
Plastic scintillator Download PDFInfo
- Publication number
- RU1722158C RU1722158C SU4833232A RU1722158C RU 1722158 C RU1722158 C RU 1722158C SU 4833232 A SU4833232 A SU 4833232A RU 1722158 C RU1722158 C RU 1722158C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diphenyl
- fraction
- light output
- benzene
- ppo
- Prior art date
Links
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 title claims abstract description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 1,3-Diphenylbenzene Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 claims abstract description 9
- 125000006267 biphenyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 9
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N phenylbenzene Natural products C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims abstract description 9
- CNRNYORZJGVOSY-UHFFFAOYSA-N 2,5-diphenyl-1,3-oxazole Chemical compound C=1N=C(C=2C=CC=CC=2)OC=1C1=CC=CC=C1 CNRNYORZJGVOSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 3
- RKANFEXCMFBNKJ-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(2,5-diphenyl-1,3-oxazol-4-yl)phenyl]-2,5-diphenyl-1,3-oxazole Chemical compound c1ccc(cc1)-c1nc(c(o1)-c1ccccc1)-c1ccc(cc1)-c1nc(oc1-c1ccccc1)-c1ccccc1 RKANFEXCMFBNKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 abstract 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 11
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 10
- MASVCBBIUQRUKL-UHFFFAOYSA-N POPOP Chemical compound C=1N=C(C=2C=CC(=CC=2)C=2OC(=CN=2)C=2C=CC=CC=2)OC=1C1=CC=CC=C1 MASVCBBIUQRUKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical group COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 7
- QODLNWFFLYSPEP-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2-[1-(2-methylphenyl)ethyl]benzene Chemical compound C=1C=CC=C(C)C=1C(C)C1=CC=CC=C1C QODLNWFFLYSPEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- ICLPNZMYHDVKKI-UHFFFAOYSA-N 1,1,3-trimethyl-3-phenyl-2h-indene Chemical compound C12=CC=CC=C2C(C)(C)CC1(C)C1=CC=CC=C1 ICLPNZMYHDVKKI-UHFFFAOYSA-N 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 2
- JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C(C)=C JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000001748 luminescence spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- PCLIMKBDDGJMGD-UHFFFAOYSA-N N-bromosuccinimide Chemical compound BrN1C(=O)CCC1=O PCLIMKBDDGJMGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003708 ampul Substances 0.000 description 1
- 125000003236 benzoyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C(*)=O 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- BLCKNMAZFRMCJJ-UHFFFAOYSA-N cyclohexyl cyclohexyloxycarbonyloxy carbonate Chemical compound C1CCCCC1OC(=O)OOC(=O)OC1CCCCC1 BLCKNMAZFRMCJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002147 dimethylamino group Chemical group [H]C([H])([H])N(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000000135 prohibitive effect Effects 0.000 description 1
- 150000003219 pyrazolines Chemical class 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сцинтилляционным материалам на полимерных основах, в частности к пластмассовым сцинтилляторам (ПС) на основе полиметилметакрилата (ПММА), которые используются для регистрации ионизирующих излучений и элементарных частиц. The invention relates to scintillation materials based on polymers, in particular to plastic scintillators (PS) based on polymethylmethacrylate (PMMA), which are used to record ionizing radiation and elementary particles.
Известен ПС на основе полиметилметакрилата, содержащий активный наполнитель (вторичный растворитель) нафталин - до 15%; первичную активирующую добавку 2,5-дифенилоксазолил-1,3(РРО) - 1,2%; вторичную, смещающую спектр люминесценции добавку 1,4-бис-2,5-(дифенилоксазо- лил)-бензил (РОРОР) - 0,08%, остальное метилметакрилат. Known PS based on polymethylmethacrylate containing an active filler (secondary solvent) naphthalene - up to 15%; the primary activating additive of 2,5-diphenyloxazolyl-1,3 (PPO) - 1.2%; the secondary luminescence-shifting additive of 1,4-bis-2,5- (diphenyloxazolyl) benzyl (POPOP) - 0.08%, the rest is methyl methacrylate.
Получают ПС блочной полимеризацией указанных компонентов в присутствии перекисного инициатора - дициклогексилпероксидикарбоната. Такие ПС имеют световой выход (СВ) не более 0,225 УЕСВ и эффективный показатель ослабления света собственного излучения (ЭПОС) 0,004-0,006 см-1. Недостатком этих ПС является ограниченность их размеров, так как реакция полимеризации ММА экзотермична и масса около 0,2 кг заметно саморазогревается, а большая (по этой причине) вспенивается, "сгорает". Кроме того, ПС имеют низкий световой выход.Receive PS block polymerization of these components in the presence of a peroxide initiator - dicyclohexyl peroxydicarbonate. Such PSs have a light output (SV) of not more than 0.225 UESV and an effective index of attenuation of light of their own radiation (EPOS) of 0.004-0.006 cm -1 . The disadvantage of these substrates is their limited size, since the MMA polymerization reaction is exothermic and the mass of about 0.2 kg noticeably self-heats up, and a large (for this reason) foams, “burns out”. In addition, PSs have a low light output.
Указанные недостатки частично устранены использованием в качестве инициатора редоксисистемы: перекисный инициатор и активатор - третичный амин. В качестве активатора использован диметиламиноэтиловый эфир метакриловой кислоты (ДМАЭМА), или диметиламинопроизводное третилпиразолина, или трифторпроизводное пиразолина. These disadvantages are partially eliminated by using a redox system as an initiator: a peroxide initiator and an activator, a tertiary amine. As an activator, methacrylic acid dimethylaminoethyl ester (DMAEMA), or dimethylamino derivative of tertylpyrazoline, or trifluoro derivative of pyrazoline was used.
Использование редоксисистемы позволило получить ПС значительно больших размеров, повысить их световой выход (на 15-35%), однако прозрачность в 1,5-2 раза ухудшалась (сравнительные характеристики ПС приведены в таблице, см.примеры а и б). Using the redox system allowed us to obtain PSs of significantly larger sizes, to increase their light output (by 15-35%), however, transparency was 1.5-2 times worse (comparative characteristics of PSs are given in the table, see examples a and b).
Общим недостатком для ПС является использование в качестве активного наполнителя нафталина, вводимого в ПС до 15 мас.%, токсичного вещества с большой упругостью паров (т.е. летучего) при комнатной температуре. Кроме того, нафталин ингибирует (замедляет) процесс полимеризации, т.е. удлиняет технологический процесс. При хранении и эксплуатации ПС желтеют, что делает их непригодными к дальнейшей эксплуатации. A common disadvantage for PS is the use of a toxic substance with high vapor pressure (i.e. volatile) at room temperature as an active filler of naphthalene introduced into PS up to 15 wt.%. In addition, naphthalene inhibits (slows down) the polymerization process, i.e. lengthens the process. During storage and operation of substations turn yellow, which makes them unsuitable for further operation.
Известен также ПС, где вместо нафталина в качестве активного наполнителя (вторичного растворителя) используется 1,1,3-триметил-3-фенилиндан в количестве 10-60 мас.%, а в качестве люминесцирующих добавок - паратерфенил 0,2-0,8 мас.% и РОРОР 0,01-0,03 мас.%. PS is also known where, instead of naphthalene, 1,1,3-trimethyl-3-phenylindane is used as an active filler (secondary solvent) in an amount of 10-60 wt.%, And paraterphenyl 0.2-0.8 as luminescent additives wt.% and POROR 0.01-0.03 wt.%.
1,1,3-Триметил-3-фенилинден индифферентен по отношению к процессу полимеризации, не летуч (температура кипения около 295оС), не токсичен. Получаемые ПС имеют хорошую прозрачность - 0,002-0,00025 см-1, хорошую сохраняемость во времени, термостабильны, но обладают недостаточно высоким световым выходом.1,1,3-trimethyl-3-phenylindene indifferent with respect to the polymerization process, non-volatile (boiling point about 295 ° C), is non-toxic. The resulting PSs have good transparency - 0.002-0.00025 cm -1 , good retention in time, thermostable, but have not enough high light output.
Наиболее близким к предлагаемому является пластмассовый сцинтиллятор на основе полиметилметакрилата, включающий первичную люминесцирующую добавку-2,5-дифенилоксазол (РРО)- 1,2 мас.ч, вторичную люминесцирующую добавку - 1,4-ди-(2,5-фенилоксазолил)бензол (РОРОР) - 0,08 мас.ч. и вторичный растворитель (активный наполнитель) 1,1-дитолилэтан или 1,1-диксилилэтан в количестве 5-40 мас.ч. Closest to the proposed is a plastic scintillator based on polymethylmethacrylate, including a primary luminescent additive-2,5-diphenyloxazole (PPO) - 1.2 wt.h, a secondary luminescent additive - 1,4-di- (2,5-phenyloxazolyl) benzene (POROR) - 0.08 parts by weight and a secondary solvent (active filler) 1,1-ditolylethane or 1,1-dixilylethane in an amount of 5-40 parts by weight
1,1-Дитолилэтан и 1,1-диксилилэтан, вводимые вместо нафталина, практически индифферентны к процессу полимеризации метилметакрилата, имеют высокую температуру кипения, т.е. эти вещества не летучи при температурах получения, хранения и эксплуатации ПС. 1,1-Ditolylethane and 1,1-dixilylethane, introduced instead of naphthalene, are practically indifferent to the polymerization of methyl methacrylate, have a high boiling point, i.e. these substances are not volatile at temperatures of receipt, storage and operation of PS.
Получаемые ПС имеют хорошую сохраняемость и радиационную стойкость. Однако эффективный показатель ослабления света собственного излучения (прозрачность) недостаточен. The resulting PS have good shelf life and radiation resistance. However, an effective indicator of attenuation of light of its own radiation (transparency) is insufficient.
С другой стороны, ПС, содержащие 1,1-дитолилэтан или 1,1-диксилилэтан в количестве более 45%, при комнатной температуре каучукоподобны, им нельзя придать необходимую форму путем механической обработки, ПС, содержащие названные вторичные растворители в количестве 25 мас.%, при температуре около 50оС становятся каучукоподобными, т.е. размягчаются и теряют способность сохранять приданную им ранее форму. Это затрудняет их использование в экспериментах, где возможно выделение тепла и повышение температуры более 50оС.On the other hand, PS containing more than 45% 1,1-ditolylethane or 1,1-dixilylethane is rubber-like at room temperature, they cannot be shaped by mechanical processing, PS containing 25% by weight of these secondary solvents at about 50 C. become rubbery, i.e. soften and lose the ability to maintain their previous shape. This complicates their use in experiments where the possible evolution of heat and increase in temperature over 50 ° C.
Целью изобретения является повышение прозрачности и теплостойкости ПС при сохранении светового выхода. The aim of the invention is to increase the transparency and heat resistance of PS while maintaining light output.
Поставленная цель достигается тем, что пластмассовый сцинтиллятор, включающий полимерную основу - полиметилметакрилат, активирующую добавку - РРО, добавку, смещающую спектр люминесценции - РОРОР и активный наполнитель - передатчик энергии электронного возбуждения, в качестве активного наполнителя содержит фракцию 1,3-дифенилбензола из отходов производства дифенила с температурой плавления 81-89оС при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фракция 1,3-дифенилбензола 10-40 2,5-Дифенилоксазол 0,1-1,0 РОРОР 0,05-0,08 Полиметилметакрилат до 100
Фракция 1,3-дифенилбензола из отходов производства дифенилов хорошо растворяется при комнатной температуре в мономере, не оказывает воздействия на процесс полимеризации, мало влияет на температуру стеклования полимерной композиции.This goal is achieved in that the plastic scintillator, including a polymer base - polymethylmethacrylate, an activating additive - PPO, an additive that shifts the luminescence spectrum - POPOP and an active filler - an electronic excitation energy transmitter, contains an 1,3-diphenylbenzene fraction from production waste as an active filler diphenyl with a melting point of 81-89 about With the following ratio of components, wt.%:
Fraction of 1,3-diphenylbenzene 10-40 2,5-Diphenyloxazole 0.1-1.0 POPOP 0.05-0.08 Polymethylmethacrylate up to 100
The fraction of 1,3-diphenylbenzene from diphenyl production wastes dissolves well at room temperature in the monomer, does not affect the polymerization process, has little effect on the glass transition temperature of the polymer composition.
Эта фракция имеет размытые широкие полосы в спектре поглощения со значительно меньшей экстинцией, чем у других наполнителей. Этим обусловлена более высокая прозрачность предлагаемого ПС. Более того, спектр люминесценции фракции в данной смеси компонентов хорошо совмещается спектром поглощения наиболее эффективной первичной добавки РРО, что способствует лучшей передаче энергии от вторичного растворителя к первичной добавке и приводит к повышению светового выхода. This fraction has blurry wide bands in the absorption spectrum with significantly less extinction than other fillers. This is due to the higher transparency of the proposed PS. Moreover, the luminescence spectrum of the fraction in this mixture of components is well combined with the absorption spectrum of the most effective primary PPO additive, which contributes to better energy transfer from the secondary solvent to the primary additive and leads to an increase in light output.
Используемый продукт - фракцию 1,3-дифенилбензола выделяют из отходов производства дифенила фракционированной перегонкой. Отбирают фракцию при 360-380оС (или при пониженном давлении). Дистиллятор перекристаллизовывают из низших спиртов (метиловый, этиловый и др.). Полученный продукт представляет собой белый мелкокристаллический порошок, без запаха, с температурой плавления (85∓4оС) и содержит в качестве основного вещества 1,3-дифенилбензол (температура плавления 1,3-дифенилбензола 89оС). Содержание примеси может быть довольно значительным. Единственное требование к используемой фракции - отсутствие красящих веществ - продуктов осмоления и окисления. В качестве примесей идентифицированы: паратерфенил и изомеры кватерфенила (соответственно 0,1-2 и 0,1-0,3 мас.%). Эти соединения используются в качестве первичных люминесцирующих добавок в составе ПС, т.е. они не являются веществами, отрицательно влияющими на сцинтилляционные параметры.The product used is the fraction of 1,3-diphenylbenzene isolated from fractional distillation waste products of diphenyl. The fraction at 360-380 ° C (or reduced pressure). The distiller is recrystallized from lower alcohols (methyl, ethyl, etc.). The resulting product is a white, crystalline fine powder, odorless, with a melting point (85 о4 о С) and contains 1,3-diphenylbenzene as the main substance (the melting point of 1,3-diphenylbenzene is 89 о С). The impurity content can be quite significant. The only requirement for the fraction used is the absence of dyes - the products of tarring and oxidation. As impurities identified: paraterphenyl and isomers of quaterphenyl (respectively, 0.1-2 and 0.1-0.3 wt.%). These compounds are used as primary luminescent additives in PS, i.e. they are not substances that adversely affect scintillation parameters.
Предлагаемый пластмассовый сцинтиллятор может быть получен блочной полимеризацией раствора названных компонентов в мономере метилметакрилата известными способами. The proposed plastic scintillator can be obtained by block polymerization of a solution of these components in the methyl methacrylate monomer by known methods.
Блочную полимеризацию проводят в инертной среде в соответствующих формах (стеклянных ампулах, между силикатными стенками с соответствующими прокладками и т. п. ) без инициатора или в присутствии инициаторов, которые в процессе полимеризации разлагаются (поэтому они не являются составными частями ПС). Block polymerization is carried out in an inert medium in the appropriate forms (glass ampoules, between silicate walls with appropriate gaskets, etc.) without an initiator or in the presence of initiators that decompose during the polymerization (therefore, they are not components of PS).
Для ускорения процесса полимеризации целесообразно использовать инициаторы в количестве 0,002-0,01 мас.%. To speed up the polymerization process, it is advisable to use initiators in an amount of 0.002-0.01 wt.%.
П р и м е р 1. Раствор, содержащий 10% продукта, выделяемого из отходов производства дифенила, 0,9% РРО и 0,05% РОРОР в ММА, в присутствии инициатора (0,01% динитрила азодиизомасляной кислоты) термически полимеризуют в инертной атмосфере в стеклянных ампулах при 40∓2оС. Из полученной заготовки путем механической обработки, шлифовки и полировки изготавливают пластмассовый цилиндрический детектор диаметром 40 и высотой 600 мм. Его световой выход 0,310 УЕСВ, ЭПОС 0,0025 см-1, теплостойкость по Вика 106-108оС.Example 1. A solution containing 10% of the product released from diphenyl production waste products, 0.9% PPO and 0.05% POPOP in MMA, in the presence of an initiator (0.01% azodiisobutyric acid dinitrile) is thermally polymerized in inert atmosphere in glass ampoules at 40∓2 C. From the obtained preform by machining, grinding and polishing are made plastic cylindrical detector 40 diameter and 600 mm height. Its light output is 0.310 UESV, EPOS 0.0025 cm -1 , Vika heat resistance is 106-108 о С.
П р и м е р 2. Раствор, содержащий 20% продукта, выделяемого из отходов, 0,3% РРО и 0,08% РОРОР в ММА, в присутствии инициатора (0,002 бромсукцинимида) полимеризуют при фотооблучении в форме пластины. Из полученной заготовки изготавливают детектор размером 1000х250х30 мм, его С.В. 0,31 УЕСВ, ЭПОС 0,0026 см-1, теплостойкость по Вика 108-110оС.PRI me
П р и м е р 3. Раствор, содержащий 30% продукта, выделяемого из отходов, 0,1% РРО и 0,06 РОРОР в ММА в присутствии инициатора (0,005 бензоила) полимеризуют по блочному методу между силикатными стеклами (или полированными листами нержавеющей стали). Example 3. A solution containing 30% of the product released from the waste, 0.1% of PPO and 0.06 POPOP in MMA in the presence of an initiator (0.005 benzoyl) is polymerized by the block method between silicate glasses (or polished stainless steel sheets). steel).
Из полученной заготовки изготавливают детектор размером 1000х250х30 мм. Его С.В. 0,308 УЕСВ, ЭПОС 0,00290 см-1, теплостойкость по Вика 107-110оС.A detector with a size of 1000x250x30 mm is made from the obtained blank. His S.V. 0,308 UESV, EPOS 0.00290 cm -1 , Vic heat resistance 107-110 о С.
П р и м е р 4. Раствор, содержащий 20% продукта, выделяемого из отходов, 0,6% РРО и 0,08% РОРОР, в стеклянных ампулах в инертной атмосфере полимеризуют при 20∓2оС с последующим прогревом при 115-120оС.EXAMPLE EXAMPLE 4 A solution containing 20% of the product emitted from the wastes, 0.6% PPO and POPOP of 0.08%, in glass ampoules under inert atmosphere polymerized at 20∓2 C., followed by heating at 115- 120 about S.
Из полученной заготовки изготавливают детектор размером 500х100х20 мм. Его С.В. 0,320 УЕСВ, ЭПОС 0,0027 см-1, теплостойкость по Вика 107-110оС.A detector of size 500x100x20 mm is made from the obtained blank. His S.V. 0.320 UESV, EPOS 0.0027 cm -1 , Vika heat resistance 107-110 о С.
П р и м е р 5 (запредельный). Раствор, содержащий 3% продукта, выделяемого из отходов, 1,2% РРО и 0,08% РОРОР, в присутствии инициатора (0,005% дициклогексилпероксидикарбоната) полимеризуют по блочному методу между силикатными стеклами. PRI me R 5 (beyond). A solution containing 3% of waste product, 1.2% of PPO and 0.08% of POPOP, in the presence of an initiator (0.005% of dicyclohexyl peroxydicarbonate) is polymerized by the block method between silicate glasses.
Из полученной заготовки изготавливают детектор размером 500х100х20 мм. Его С.В. 0,24 УЕСВ, ЭПОС 0,0021 см-1.A detector of size 500x100x20 mm is made from the obtained blank. His S.V. 0.24 ESES, EPOS 0.0021 cm -1 .
П р и м е р 6 (запредельный). Раствор, содержащий 50% продукта, выделяемого из отходов, 0,6% РРО и 0,06% РОРОР, полимеризовали как указано в примере 5. Изготовлен детектор размером 500х100х20 мм. С.В. 0,275 УЕСВ, ЭПОС 0,00721, теплостойкость по Вика 80-83оС.PRI me R 6 (beyond). A solution containing 50% of the product released from the waste, 0.6% of PPO and 0.06% of POPOP was polymerized as described in Example 5. A detector 500x100x20 mm in size was manufactured. S.V. 0.275 UESV, EPOS 0.00721, heat resistance according to Vika 80-83 о С.
П р и м е р 7 (запредельный). Раствор, содержащий 20% продукта, выделяемого из отходов, 4,0% РРО и 0,1% РОРОР в метилметакрилате, полимеризовали в стеклянной запаянной ампуле без инициатора в среде азота при 20∓2оС до твердого состояния с последующим прогревом при 115оС. Из полученной заготовки изготавливали детектор диаметром 30 мм и высотой 350 мм; его С.В. 0,231 УЕСВ; ЭПОС 0,0064 см-1.PRI me R 7 (beyond). A solution containing 20% of the product emitted from the wastes, 4.0% PPO and POPOP at 0.1% methyl methacrylate was polymerized in a sealed glass ampule with no initiator under nitrogen at 20∓2 C to a solid state, followed by heating at 115 C. A detector with a diameter of 30 mm and a height of 350 mm was made from the obtained blank; his S.V. 0.231 UESV; EPOS 0.0064 cm -1 .
Характеристики детекторов на основе ПС, имеющих другие соотношения названных компонентов, а также запредельное соотношение, приведены в таблице. The characteristics of PS-based detectors having other ratios of these components, as well as a prohibitive ratio, are given in the table.
Как видно из данных таблицы, заявляемые ПС имеют по сравнению с прототипом более высокую прозрачность. As can be seen from the table, the claimed PS have a higher transparency compared to the prototype.
Прозрачность заявляемых ПС (см. табл. поз. 1,2,3,4,8,11) составляет 0,0025-0,0031 см-1, по прототипу - 0,004-0,005 (см.поз.2), что на 25-50% выше.The transparency of the claimed PS (see tab. Pos. 1,2,3,4,8,11) is 0.0025-0.0031 cm -1 , according to the prototype - 0.004-0.005 (see pos.2), which 25-50% higher.
При этом сохраняется высокий световой выход. На некоторых образцах световыход даже несколько улучшен (у прототипа 0,275 УЕСВ, по примерам 1,2,3,4,8,11 - в среднем на 20%). Теплостойкость по Вика заявляемых образцов 106-112оС по сравнению с 67-70оС по прототипу, т.е. теплостойкость повышена в среднем на 40оС.At the same time, a high light output is maintained. On some samples, the light output is even slightly improved (for the prototype 0.275 UESV, according to examples 1,2,3,4,8,11 - on average by 20%). Heat resistance according to Vika of the claimed samples 106-112 about With compared to 67-70 about With the prototype, i.e. heat resistance increased by an average of 40 about C.
Заявляемые ПС сочетают высокую механическую прочность, устойчивость к температурным и климатическим воздействиям, к воздействию фото- и ионизирующего излучения. Предлагаемый ПС не изменяет внешнего вида и параметров в течение года. Параметры сцинтиллятора сохраняются в процессе воздействия температур от -50оС до 60оС, в том числе и к воздействию термоударов. Параметры сцинтиллятора устойчивы к воздействию пониженного и повышенного давления (102-106 Па) воздуха и инертных газов, а также воздействию повышенной влажности 90-100% при 40оС в течение 500 ч. Сцинтилляторы устойчивы к фото- и гамма-облучению, при дозе 105 Грей, при этом падение светового выхода составляет 50% от первоначального значения (у прототипа 60-65%).The inventive PS combine high mechanical strength, resistance to temperature and climatic effects, to the effects of photo and ionizing radiation. The proposed PS does not change the appearance and parameters during the year. Scintillator parameters stored during exposure to temperatures from -50 C to 60 C, including to the effects of thermal shock. Parameters scintillator resistant to pressure and under pressure (10 2 -10 6 Pa) air and inert gases, and to elevated humidity of 90-100% at 40 ° C for 500 h. The scintillators and photo resist gamma irradiation, at a dose of 10 5 Gray, while the drop in light output is 50% of the original value (the prototype 60-65%).
Используемые в прототипе вторичные растворители: 1,1-дитолилэтан или 1,1-диксилилэтан требуют создания специального производства, тогда как вторичный растворитель выделяется из отходов. Использование отходов производства дифенила не только улучшает экологию производства, но позволяет уменьшить стоимость вторичного растворителя. Secondary solvents used in the prototype: 1,1-ditolylethane or 1,1-dixilylethane require the creation of a special production, while the secondary solvent is separated from the waste. The use of diphenyl production waste not only improves the ecology of production, but also reduces the cost of the secondary solvent.
Содержание РРО в ПС предлагаемого состава 0,1-1,0 мас.%, что в 1,2-12 раз меньше, чем в известном. Это также способствует снижению стоимости и одновременно позволяет увеличить выпуск ПС при прежних объемах производства РРО. The content of PPO in the PS of the proposed composition is 0.1-1.0 wt.%, Which is 1.2-12 times less than in the known. It also contributes to lower costs and at the same time allows to increase the production of substations at the same volumes of PPO production.
Предлагаемые ПС найдут широкое применение в физике высоких энергий (для регистрации ионизирующих излучений и элементарных частиц) при исследовании редких и редчайших ядерных взаимодействий в физике космических излучений. (56) Авторское свидетельство СССР N 203229, кл. С 08 F 29/46, 1970. The proposed PSs will find wide application in high energy physics (for detecting ionizing radiation and elementary particles) in the study of rare and rare nuclear interactions in cosmic radiation physics. (56) Copyright certificate of the USSR N 203229, cl. C 08 F 29/46, 1970.
Авторское свидетельство СССР N 559564, кл. С 08 F 220/14, 1976. USSR author's certificate N 559564, cl. C 08 F 220/14, 1976.
Авторское свидетельство СССР N 816125, кл. С 08 F 120/14, 1979. USSR author's certificate N 816125, cl. C 08 F 120/14, 1979.
Авторское свидетельство СССР N 938579, кл. С 08 F 120/14, 1980. USSR author's certificate N 938579, cl. C 08 F 120/14, 1980.
Авторское свидетельство СССР N 1086925, кл. G 01 T 1/203, С 08 F 120/14, C 08 F 2/44, 1982. USSR author's certificate N 1086925, cl. G 01
Авторское свидетельство СССР N 1568502, кл. С 08 F 120/14, С 09 К 11/06, 1987. USSR author's certificate N 1568502, cl. C 08 F 120/14, C 09 K 11/06, 1987.
Claims (1)
Фракция 1,3-дифенилбензола из отходов производства дифенила с температурой плавления 81 - 89oС 10 - 40
2,5-Дифенилоксазол 0,1 - 1,0
1,4-Бис-(2,5-дифенилоксазолил)бензол 0,05 - 0,08
Полиметилметакрилат До 100PLASTIC SCINTHILLATOR, including a polymer matrix-polymethylmethacrylate, a secondary solvent, a primary activating additive - 2,5-diphenyloxazole and a secondary, luminescence-shifting additive, - 1,4-bis (2,5-diphenyloxazolyl) benzene, characterized in that in order to increase transparency and heat resistance while maintaining light output, a fraction of 1,3-diphenylbenzene from waste products of diphenyl with a melting point of 81 - 89 o C is used as a secondary solvent in the following ratio of components, wt.%:
The fraction of 1,3-diphenylbenzene from diphenyl production wastes with a melting point of 81 - 89 o C 10 - 40
2,5-diphenyloxazole 0.1 - 1.0
1,4-Bis- (2,5-diphenyloxazolyl) benzene 0.05 - 0.08
Polymethylmethacrylate Up to 100
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4833232 RU1722158C (en) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | Plastic scintillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4833232 RU1722158C (en) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | Plastic scintillator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1722158C true RU1722158C (en) | 1994-06-15 |
Family
ID=30441816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4833232 RU1722158C (en) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | Plastic scintillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1722158C (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2169930C1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-06-27 | Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова | Plastic scintillator |
| RU2290668C2 (en) * | 2003-10-29 | 2006-12-27 | Сентро Де Инвестигасионес Энергетикас, Медиоамбиенталес И Технологикас (С.И.Э.М.А.Т.) | Composition of cocktail for measurements in accordance method of scintillations in liquid |
| RU2424537C1 (en) * | 2010-05-14 | 2011-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Liquid organic scintillator |
-
1990
- 1990-05-30 RU SU4833232 patent/RU1722158C/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2169930C1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-06-27 | Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова | Plastic scintillator |
| RU2290668C2 (en) * | 2003-10-29 | 2006-12-27 | Сентро Де Инвестигасионес Энергетикас, Медиоамбиенталес И Технологикас (С.И.Э.М.А.Т.) | Composition of cocktail for measurements in accordance method of scintillations in liquid |
| RU2424537C1 (en) * | 2010-05-14 | 2011-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Liquid organic scintillator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4495084A (en) | Plastic scintillator | |
| Zaitseva et al. | Recent developments in plastic scintillators with pulse shape discrimination | |
| US3457180A (en) | Plastic scintillator | |
| Salimgareeva et al. | Plastic scintillators based on polymethyl methacrylate: A review | |
| US2647080A (en) | Light-stabilized photopolymerization of acrylic esters | |
| US5606638A (en) | Organic scintillator systems and optical fibers containing polycyclic aromatic compounds | |
| US9453160B2 (en) | Plastic scintillator materials, plastic scintillators comprising such materials and method for distinguishing neutrons from gamma rays using said scintillators | |
| US2985593A (en) | Scintillator composition | |
| US12129414B2 (en) | Defect-resistant plastic scintillation radiation detector compositions and fabrication methods | |
| WO2012135140A2 (en) | Materials, method, and apparatus for detecting neutrons and ionizing radiation | |
| US3010908A (en) | Fluorescent plastic scintillators | |
| RU1722158C (en) | Plastic scintillator | |
| Lim et al. | Plastic scintillators with efficient light output and pulse shape discrimination produced via photoinitiated polymerization | |
| US3356616A (en) | Plastic scintillators | |
| JP2022019734A (en) | Plastic scintillator for radiation detection | |
| US10732304B1 (en) | Hydrothermal aging-resistant plastic scintillator formulations | |
| Myllenbeck et al. | Melt Blending: A Tool to Simplify Plastic Scintillator Synthesis | |
| US3929602A (en) | Low temperature irradiation of vitrifiable mixtures of unsaturated monomers | |
| CN119351082A (en) | A boron-containing plastic scintillator and preparation method thereof | |
| JPH02225588A (en) | Polysiloxane scintillator composition | |
| Myllenbeck et al. | Efficient prompt scintillation and fast neutron-gamma ray discrimination using amorphous blends of difluorenylsilane organic glass and in situ polymerized vinyltoluene | |
| US3251759A (en) | Polymerization process and composition | |
| CN115902990B (en) | Scintillation composite material for neutron-gamma discrimination and preparation method and application thereof | |
| JPS62247280A (en) | Scintillator and manufacture thereof | |
| US2710284A (en) | Fluorescent chemical scintillators |