RU2018878C1

RU2018878C1 - Scintillation counter

Info

Publication number: RU2018878C1
Authority: RU
Inventors: Б.В. Гринев; В.И. Мельник
Original assignee: Гринев Борис Викторович
Priority date: 1991-07-02
Filing date: 1991-07-02
Publication date: 1994-08-30

Abstract

FIELD: designing of counters. SUBSTANCE: provision of a centering element directly in the disk of the outlet port facilitates preservation of a reliable optical contact at an increase of counter light efficiency. EFFECT: enhanced reliability. 1 tbl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к сцинтилляционной технике и может быть использовано при создании конструкций детекторов на базе сцинтилляционных кристаллов, в частности при разработке конструкции их выходных окон. The present invention relates to scintillation technology and can be used to create detector designs based on scintillation crystals, in particular, when developing the design of their output windows.

Известен сцинтилляционный детектор, цилиндрический кристалл которого зафиксирован внутри контейнера от радиальных перемещений посредством кольца из фторопласта. Такое кольцо располагается в зазоре между контейнером и кристаллом, представляет собой монолитную деталь и сопрягается с контейнером и кристаллом без зазора [1]. A scintillation detector is known, the cylindrical crystal of which is fixed inside the container from radial displacements by means of a fluoroplastic ring. Such a ring is located in the gap between the container and the crystal, is a monolithic part and mates with the container and the crystal without a gap [1].

Недостатком такого детектора является то, что кольцо на фторопласта имеет неудовлетворительные светоотражающие свойства и является ограничивающим световыход детектора элементом. The disadvantage of this detector is that the ring on the fluoropolymer has unsatisfactory reflective properties and is an element limiting the light output of the detector.

Наиболее близким к изобретению является детектор с цилиндрическим сцинтиллятором, заключенным в металлический контейнер, и у которого также предусмотрены специальные, центрирующие кристалл в контейнере элементы [2]. Closest to the invention is a detector with a cylindrical scintillator enclosed in a metal container, and which also has special elements centering the crystal in the container [2].

Диск выходного окна у такого детектора со стороны сопряжения с кристаллом выполнен плоским, а по контуру в области сопряжения с контейнером имеет цилиндрическую, переходящую в конус поверхность. Противоположная сопряжению с кристаллом поверхность диска выходного окна выполнена также плоской и параллельной поверхности упомянутого сопряжения. The exit window disk for such a detector on the interface with the crystal is flat, and has a cylindrical surface turning into a cone along the contour in the interface with the container. The surface of the disk of the output window opposite to the interface with the crystal is also made flat and parallel to the surface of the said interface.

Недостатком известного устройства является то, что, с одной стороны, светоотражающие свойства центрирующего кольца из комкующегося фторопласта ниже светоотражающей способности уплотненного порошка остальной части светоотражающей оболочки, а, с другой стороны, недостаточна прочность центрирующего элемента. Кроме того, центрирующее кольцо не используется в качестве осевого упора для кристалла. Это приводит к тому, что осевые нагрузки переносятся на диск выходного окна детектора и по этой причине он имеет значительную толщину, а отсюда - и повышенные светопотери. A disadvantage of the known device is that, on the one hand, the reflective properties of the centering ring of clumping fluoroplastic are lower than the reflective ability of the compacted powder of the rest of the reflective shell, and, on the other hand, the strength of the centering element is insufficient. In addition, the centering ring is not used as an axial stop for the crystal. This leads to the fact that the axial loads are transferred to the disk of the detector output window and, for this reason, it has a significant thickness, and hence increased light losses.

Целью изобретения является повышение световыхода детектора. The aim of the invention is to increase the light output of the detector.

Это достигается тем, что в сцинтилляционном детекторе, содержащем сцинтиллятор, контейнер, выходное окно и кольцевой элемент, центрирующий кристалл внутри контейнера, указанный элемент выполнен в выходном окне со стороны, обращенной к сцинтиллятору. This is achieved by the fact that in a scintillation detector containing a scintillator, a container, an exit window and an annular element centering the crystal inside the container, this element is made in the exit window from the side facing the scintillator.

На чертеже представлен осевой разрез части сцинтилляционного детектора со стороны его выходного окна. The drawing shows an axial section of a part of the scintillation detector from the side of its output window.

П р и м е р. В основе детектора предлагаемой конструкции лежит кристалл 1 цилиндрической формы, заключенный в металлический контейнер 2 с оптически прозрачным диском 3 выходного окна. Светоотражающая оболочка 4 кристалла 1 выполнена из уплотненного порошка, например окиси магния. PRI me R. The detector of the proposed design is based on a crystal 1 of a cylindrical shape enclosed in a metal container 2 with an optically transparent disk 3 of the exit window. The reflective shell 4 of the crystal 1 is made of a compacted powder, for example magnesium oxide.

Диск 3 выходного окна со стороны кристалла 1 имеет центрирующий элемент 5 с конической центрирующей кристалл, а значит и сопрягающейся с ним поверхностью 6, которая является посадочным местом под кристалл, а поэтому последний имеет такой же формы торец, образованный путем снятия фаски 7. В остальном торец 8 кристалла 1 плоский, равно как и поверхность 9 диска 3 выходного окна, сопрягающаяся с ним. Между торцом кристалла и поверхностью диска выходного окна, а также между его посадочным местом под кристалл и фаской самого кристалла предусмотрен тепловой зазор, заполненный оптически прозрачным эластичным материалом, например силиконовым каучуком. С противоположной по отношению к элементу 5 стороны диска 3 выходного окна в периферийной его части также снята фаска 10, конусность которой равна конусности посадочного места 6 и фаски 7 на торце 8 кристалла. Такую же конусность имеет и поверхность 11 завальцованного края 12 контейнера 2. The disk 3 of the exit window from the side of the crystal 1 has a centering element 5 with a conical centering crystal, and therefore the surface 6 mating with it, which is the seat for the crystal, and therefore the latter has the same end face formed by chamfering 7. Otherwise the end face 8 of the crystal 1 is flat, as well as the surface 9 of the disk 3 of the output window, mating with it. Between the end face of the crystal and the surface of the disk of the exit window, as well as between its seat under the crystal and the chamfer of the crystal itself, a thermal gap is provided, filled with an optically transparent elastic material, for example silicone rubber. The chamfer 10, the taper of which is equal to the taper of the seat 6 and the chamfer 7 at the end face 8 of the crystal, is also removed from the opposite side of the disk 3 of the output window in relation to the element 5. The same taper has the surface 11 of the sealed edge 12 of the container 2.

В процессе сборки детектора диск 3 выходного окна монтируют в контейнер 2 после завальцовки края 12 через свободный торец контейнера со стороны входного окна детектора. Приклеивают диск 3 клеем молочно-белого цвета, устанавливая его, по отношению к контейнеру 2 и завальцованному краю 12. После закрепления диска выполняют оптическую связь кристалла с диском, формируют светоотражающую оболочку и собирают узел входного окна (на чертеже не показан) детектора. During the assembly of the detector, the disk 3 of the output window is mounted in the container 2 after rolling the edge 12 through the free end of the container from the side of the input window of the detector. The disk 3 is glued with milk-white glue, installing it with respect to the container 2 and the rolled edge 12. After fixing the disk, the crystal is optically coupled to the disk, a reflective shell is formed and the input window assembly (not shown) of the detector is assembled.

Поскольку все поверхности 7, 6, 10 и 11 имеют параллельные образующие, то в собранном состоянии детектора, периферийная часть диска 3, в частности элемент 5 работает на упор, т.е. на сжатие и именно эта часть диска несет на себе осевую нагрузку. Отсюда средняя часть диска 3 от осевого давления в значительной степени разгружена и, следовательно, может быть выполнена с меньшей обычного толщиной. Это и позволяет выполнить элемент 5 на диске не за счет увеличения его толщины в данном месте, а наоборот, за счет выполнения выемки в средней части диска, а значит, за счет уменьшения его толщины на значительной площади. Since all surfaces 7, 6, 10, and 11 have parallel generatrices, in the assembled state of the detector, the peripheral part of the disk 3, in particular, the element 5 works on a stop, i.e. compression and it is this part of the disk that bears the axial load. Hence, the middle part of the disk 3 from the axial pressure is substantially unloaded and, therefore, can be made with a smaller conventional thickness. This allows you to perform element 5 on the disk not by increasing its thickness in a given place, but rather by performing a notch in the middle part of the disk, and therefore, by reducing its thickness over a large area.

Изготавливалось три детектора путем последовательной переупаковки одного и того же сцинтиллятора NaI(Тe) диаметром 30х70 мм в два контейнера, один из которых изготавливался по предложенному решению, а два - по аналогу и прототипу.(см.таблицу). Three detectors were manufactured by sequentially repacking the same NaI (Te) scintillator with a diameter of 30x70 mm in two containers, one of which was manufactured according to the proposed solution, and two according to the analogue and prototype. (See table).

Выполнение в диске выходного окна центрирующего элемента определяет положение кристалла относительно диска и тем самым в значительной степени способствует сохранению их надежного оптического контакта в ходе эксплуатации изделия при повышении световыхода детектора. The implementation in the disk of the output window of the centering element determines the position of the crystal relative to the disk and thereby significantly contributes to maintaining their reliable optical contact during operation of the product while increasing the light output of the detector.

Claims

SCINTILLATION DETECTOR, comprising a scintillator, a container, an exit window, an annular element and a centering crystal in the container, characterized in that, in order to increase the light output, the annular element is made in the exit window from the side facing the scintillator.