RU2815227C1 - Состав жидкого сцинтилляционного коктейля - Google Patents
Состав жидкого сцинтилляционного коктейля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815227C1 RU2815227C1 RU2023112529A RU2023112529A RU2815227C1 RU 2815227 C1 RU2815227 C1 RU 2815227C1 RU 2023112529 A RU2023112529 A RU 2023112529A RU 2023112529 A RU2023112529 A RU 2023112529A RU 2815227 C1 RU2815227 C1 RU 2815227C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- xylene
- naphthalene
- neonol
- ppo
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 19
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 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 23
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims abstract description 23
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 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 claims abstract description 13
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003849 aromatic solvent Substances 0.000 claims abstract description 3
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N Tritium Chemical compound [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 abstract description 19
- 229910052722 tritium Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 11
- 238000004958 nuclear spectroscopy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 19
- 239000000538 analytical sample Substances 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical group CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GWHJZXXIDMPWGX-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-trimethylbenzene Chemical compound CC1=CC=C(C)C(C)=C1 GWHJZXXIDMPWGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- SESFRYSPDFLNCH-UHFFFAOYSA-N benzyl benzoate Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OCC1=CC=CC=C1 SESFRYSPDFLNCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 210000003995 blood forming stem cell Anatomy 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 238000000506 liquid--solid chromatography Methods 0.000 description 3
- QKLPIYTUUFFRLV-YTEMWHBBSA-N 1,4-bis[(e)-2-(2-methylphenyl)ethenyl]benzene Chemical compound CC1=CC=CC=C1\C=C\C(C=C1)=CC=C1\C=C\C1=CC=CC=C1C QKLPIYTUUFFRLV-YTEMWHBBSA-N 0.000 description 2
- GDXHBFHOEYVPED-UHFFFAOYSA-N 1-(2-butoxyethoxy)butane Chemical compound CCCCOCCOCCCC GDXHBFHOEYVPED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 1-methylnaphthalene Chemical compound C1=CC=C2C(C)=CC=CC2=C1 QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FGCZQOHSWGMVPN-UHFFFAOYSA-N 2,3,5-triphenyl-3,4-dihydropyrazole Chemical compound C1C(C=2C=CC=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)N=C1C1=CC=CC=C1 FGCZQOHSWGMVPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WMAXWOOEPJQXEB-UHFFFAOYSA-N 2-phenyl-5-(4-phenylphenyl)-1,3,4-oxadiazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NN=C(C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC=CC=2)O1 WMAXWOOEPJQXEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229960002903 benzyl benzoate Drugs 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid Chemical group CCCCC(CC)COP(O)(=O)OCC(CC)CCCC SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 229920013637 polyphenylene oxide polymer Polymers 0.000 description 2
- IAUKWGFWINVWKS-UHFFFAOYSA-N 1,2-di(propan-2-yl)naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=C(C(C)C)C(C(C)C)=CC=C21 IAUKWGFWINVWKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 1,3-Diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 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 1
- OKTJSMMVPCPJKN-NJFSPNSNSA-N Carbon-14 Chemical compound [14C] OKTJSMMVPCPJKN-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- ZCQWOFVYLHDMMC-UHFFFAOYSA-N Oxazole Chemical compound C1=COC=N1 ZCQWOFVYLHDMMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- XZCJVWCMJYNSQO-UHFFFAOYSA-N butyl pbd Chemical compound C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1C1=NN=C(C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC=CC=2)O1 XZCJVWCMJYNSQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002079 cooperative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000002563 ionic surfactant Substances 0.000 description 1
- YERRTOUSFSZICJ-UHFFFAOYSA-N methyl 2-amino-2-(4-bromophenyl)acetate Chemical compound COC(=O)C(N)C1=CC=C(Br)C=C1 YERRTOUSFSZICJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области композиций для ядерной спектрометрии и может быть использовано в атомной промышленности, научных исследованиях ядерного и радиоэкологического направлений для определения низкоэнергетических бета-излучающих радионуклидов, например трития. Состав жидкого сцинтилляционного коктейля содержит в качестве ароматического растворителя ксилол, в качестве поверхностно-активного вещества - неонол (оксиэтилированный моноалкилфенол), а в качестве добавок для повышения световой отдачи нафталина содержит два сцинтиллятора - 2,5-дифенилоксазол (PPO) и 1,4-ди-[2-(5-фенил)-оксазолил]бензол (POPOP), один из которых является первичным, а другой вторичным, и характеризуется тем, что в состав дополнительно вводят бутилгликоль (БГ) при следующем соотношении компонентов, мас.%: ксилол - 46,92, БГ - 16, неонол - 34, нафталин - 2, РРО - 1, РОРОР - 0,08. Техническим результатом изобретения является повышение качества измерения излучающих радионуклидов при высоком количестве вводимого образца для измерения. 8 ил., 3 табл.
Description
Изобретение относится к области ядерной спектрометрии и может быть использовано в атомной промышленности, научных исследованиях ядерного и радиоэкологического направлений для определения низко-энергетичных бета-излучающих радионуклидов, например трития.
Определение альфа- и бета- радионуклидов жидкосцинтилляционной спектрометрии (ЖСС) основано на регистрации световой вспышки, произведенной заряженной частицей, проходящей через сцинтиллирующую среду. Заряженные частицы, распространяющиеся в среде, ионизируют и/или возбуждают молекулы и сцинтилляционные фотоны изотропно излучаются в последующем процессе снятия возбуждения молекул. Сцинтиллирующая среда обычно имеет основу из растворителя, содержащего органические ароматические молекулы, например, псевдокумол, толуол, ксилол. Чтобы избежать поглощения испущенных фотонов в растворитель обычно добавляют сцинтилляционные добавки. Эти добавки поглощают излучение основного сцинтиллятора и излучают свет на более длинных волнах. Это делает сцинтилляционный материал более прозрачным для фотонов, и они могут перемещаться на большие расстояния, что позволяет их детектировать с помощью фотоэлектронных умножителей, окружающих сцинтилляционный материал. ЖСС широко используется в радиоэкологии для определения альфа- и бета-излучающих радионуклидов в различных объектах окружающей среды. Особое значение и широкое распространение этот метод получил для определения радионуклидов с низкой средней энергией испускаемых бета-частиц, прежде всего углерода -14 (14С) и трития (3Н). В настоящее время данный метод является основным для определения упомянутых радионуклидов.
Для осуществления метода используют жидкие сцинтилляционный коктейль (ЖСК), который смешивается в определенной пропорции с анализируемой пробой, являющейся, как правило, водным раствором. Качество ЖСК определяется световым выходом, то есть числом световых вспышек на единицу введенной радиоактивности, и объемом пробы, которое можно смешать с ЖСК без кардинальной потери его качества.
В Советском Союзе выпускались серия жидкостей сцинтилляционных (жидкосцинтилляционных коктейлей) серии ЖС. Как правило, в их состав входили: в качестве растворителя - толуол, метилнафталин, диоксан, в качестве сцинтиллирующих добавок терфенил, 2,5-дифенилоксазол [1, 2]. Экспериментальная оценка параметров некоторых из этих коктейлей показала, что коктейли «ЖС-1» и«ЖС-6» растворяют крайне малое количество водного образца (менее 0.1 мл на 10 мл коктейля), что не позволяет использовать их для определения низких концентраций трития. Коктейль «ЖС-8» позволяет вводить до 1.5 мл пробы на 10 мл коктейля, что также является недостаточным. В настоящее время данные коктейли не производятся.
В современной практике повсеместно использовались ЖСК западных фирм, прежде всего, фирмы «PerkinElmer», которые производят линейку ЖСК, представляющие собой многокомпонентные смеси. Как правило основой данных ЖСК служат диизопропилнафталин, линейный алкилбензол или псевдокумол. Точный состав этих ЖСК точной неизвестен и является коммерческой тайной [3]. Стоимость этих коктейлей достаточно высока и составляла в 2021-ом году 120-160 USD за 1 литр.
Известен «Жидкий сцинтиллятор на основе нефтяных углеводородов, содержащий добавку ароматического углеводорода и активатор, отличающийся тем, что в качестве основы сцинтиллятор содержит жидкие парафины с температурой кипения 232-334°С, в качестве активатора 2-фенил-5-(4-бифенилил)оксазол, или 1,3,5-трифенил-2-пиразолин, или 2,5-дифенилоксазол, а в качестве ароматического углеводорода нафталин, или его альфа-метильное производное, или ксилол при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Жидкие парафины | 5-94,5 |
| Активатор | 0,4-0,6 |
| Ароматический углеводород | 5- 20 |
Патент РФ на изобретение №2094824, МПК-.G01T 1/204, длтубл.27.10.1997 г.
Известен Жидкий сцинтиллятор, содержащий люминесцентную добавку, нафталин и органический растворитель, отличающийся тем, что в качестве люминесцентной добавки он содержит 2-фенил-5-(4-бифенилил)-1,3,4-оксадиазол или 1,3,5-трифенил-2-пиразолин, а в качестве органического растворителя - бензилбензоат при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| 2-Фенил-5-(4-бифенилил)-1,3,4-оксадиазол | |
| или 1,3,5-трифенил-2-пиразолин | 0,4-0,7 |
| Нафталин | 12,5-15,0 |
| Бензилбензоат | 84,0-87,0 |
Патент РФ на изобретение №2267512, MIIK:G01T 1/204, д.публ. 10.01.2006 г.
Известен 1. Жидкий органический сцинтиллятор, состоящий из активатора, сместителя спектра РОРОР и основы сцинтиллятора, отличающийся тем, что в качестве основы он содержит смесь синтетических углеводородов ароматического ряда - линейный алкилбензол с температурой вспышки насыщенных паров выше 150°С, прошедшую адсорбционную очистку, а в качестве активатора - паратерфенил (р-Тр).
2. Сцинтиллятор по п. 1, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем составе: линейный алкилбензол 1 л, паратерфенил (р-Тр) от 1,5 до 2 г/л, РОРОР от 0,010 до 0,020 г/л.
Патент РФ на изобретение №2424537, МПК: G01T 1/204, д.публ.20.07.2011 г.
Наиболее близким к предложенному является 1. Состав коктейля для измерений методом сцинтилляций в жидкости, полученный в растворе, характеризующийся тем, что он содержит
а) два растворителя, один из которых является ароматическим, а другой полярным, b) добавку для повышения световой отдачи, с) два сцинтиллятора, один из которых является первичным, а другой вторичным, d) экстрагирующий агент, и е) по меньшей мере одно ионное или неионное поверхностно-активное вещество.
2. Состав коктейля по п. 1, характеризующийся тем, что ароматический растворитель - это р-ксилол, а полярный растворитель - это ацетонитрил.
3. Состав коктейля по п. 2, характеризующийся тем, что добавка для повышения световой отдачи - это нафталин.
4. Состав коктейля по п. З, характеризующийся тем, что первичный сцинтиллятор выбран из следующего перечня: РРО, PBD, Бутил-PBD, а вторичный сцинтиллятор выбран из следующего перечня: Бис-MSB, РОРОР, Диметил-РОРОР.
5. Состав коктейля по п. 4, характеризующийся тем, что экстрагирующий агент - это HDEHP.
6. Состав коктейля по п. 5, характеризующийся тем, что он содержит по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, выбранное из следующего перечня: SOSS, ЕАР, ТЕР, TWEEN.
7. Состав коктейля по п. 6, характеризующийся тем, что пропорция растворителей такова, что на р-ксилол приходится от 50 до 80% по объему, а на ацетонитрил, соответственно, от 50 до 20% по объему.
8. Состав коктейля по п. 7, характеризующийся тем, что нафталин в смесь растворителей добавлен в таком количестве, что его содержание находится в диапазоне от 80 до 100 г/л.
9. Состав коктейля по п. 8, характеризующийся тем, что содержание первичного сцинтиллятора РРО составляет 10 г/л, а содержание вторичного сцинтиллятора Бис-MSB составляет 1 г/л.
10. Состав коктейля по п. 9, характеризующийся тем, что экстрагирующий агент HDEHP добавлен в таком количестве, что его содержание находится в диапазоне от 47 до 145 г/л.
11. Состав коктейля по п. 10, характеризующийся тем, что поверхностно-активное вещество ЕАР добавлено в таком количестве, что его содержание находится в диапазоне от 47 до 145 г/л.
Патент РФ на изобретение №2290668, МПК: G01T 1/204, д.публ.27.12.2006 г. К недостаткам этого раствора относится то, что он включает в себя очень широкий диапазон компонентов существующих практически всех известных сцинтилляторов. В зависимости от соотношения компонентов вариантов предложенного диапазона компонентов этого состава будут получаться коктейли с очень разными характеристиками. Также важной особенностью этого патента является то, что он рекомендуется для очень маленьких объемов вводимой пробы и удобство незначительного изменения начального состава коктейля, не более чем 1% от объема коктейля, а это большой недостаток, так как чем меньше объем пробы вносится в коктейль, тем хуже качество измерения- ниже предел обнаружения. Поэтому важно выбрать состав, с оптимальным количественным составом ингредиентов который позволяет ввести в коктейль достаточное большое количество образца для измерения.
Для осуществления метода используют жидкие сцинтилляционный коктейль (ЖСК), который смешивается в определенной пропорции с анализируемой пробой, являющейся, как правило, водным раствором. Техническим результатом изобретения является повышение качества измерения излучающих радионуклидов путем получения состава сцинтилляционного коктейля с ингредиентами и их соотношением, позволяющими ему работать с высоким количеством вводимого в него образца для измерения.
Достижение указанного результата обеспечивается за счет того, что «Состав жидкого сцинтилляционного коктейля» характеризуется тем, что он содержит растворитель, который относится к ароматическому ряду соединений, а именно - ксилол. В качестве добавок для повышения световой отдачи-нафталина вводят два сцинтиллятора РРО (2,5-дифенилоксазол) и РОРОР (1,4-ди-[2-(5-фенил)-оксазолил]бензол), один из которых является первичным, а другой вторичным. Кроме того, в состав введен в качестве поверхностно-активного вещества ПАВ - неонол (оксиэтилированный моноалкилфенол). При этом в состав дополнительно вводят БГ (бутилгликоль, бутилцеллозольв) при следующем соотношении компонентов масс. %:
| Ксилол | 46,92 |
| БГ (бутилгликоль) | 16 |
| Неонол (оксиэтилированный моноалкилфенол) | 34 |
| Нафталин | 2 |
| РРО (2,5-дифенилоксазол) | 1 |
| РОРОР (1,4-ди-[2-(5-фенил)-оксазолил]бензол) | 0,08 |
Так как качество жидкого сцинтилляционного коктейля определяется световым выходом, то есть числом световых вспышек на единицу введенной радиоактивности, и объемом пробы, которое можно смешать с ним без потери его качества, вышеприведенный состав позволяет использовать для измерения большее количество триэтилированной воды например в диапазоне 7 мл (тритилированной воды) и 14 мл коктейля (ЖСК), то есть в отличие от ближайшего аналога, в котором используется лишь 1 мл тритилированной воды предложенный состав позволяет повысить ее количество, в соответственно резко повышается и качество измерения с помощью предложенного состава. Для выбора оптимального соотношения компонентов был проведен ряд экспериментальных работ.
Исследование сцинтилляционных характеристик и величины аналитического сигнала при определении трития с использованием жидкого сцинтилляционного коктейля (ЖСК) на основе ксилола, бутилгликоля и неонола в зависимости от соотношения БГ/ксилол.
В качестве основы был использована следующая рецептура (массовые проценты, %): Неонол 35, нафталин - 1,7, РРО (2,5-дифенилоксазол) - 0,2, смесь «ксилол + бутилгликоль» - 63. Соотношение компонентов в смеси менялось от 100% ксилола до 0% бутилгликоль (концентрации ксилола 100, 95, 90, 85, 80, 77,5, 75, 72,5, 70, 65, 60, 50, 25, 0 объемных % и обратное количество бутилгликоля (БГ). Подготовленные смеси использовались в качестве жидкого сцинтилляционного коктейля ЖСК. Аналитические образцы готовились путем смешивания полученных ЖСК с разным количеством водного стандарта трития (концентрация трития - 2.7 Бк/мл) сцинтилляторов так что соотношение ЖСК/проба составляло: 26; 13; 6,5; 2,6; 2. В качестве исследуемых параметров использовался трансформированный спектральный индекс внешнего стандарта (tSIE), показатель отражающий световой выход сцинтилляции и величину аналитического сигнала в диапазоне энергий бета-частиц трития (счет на 1 мл стандарта трития). На рисунках 1 и 2 представлены зависимости tSIE и счета от количества бутилгликоля при разных соотношениях ЖСК/проба: а) 26, б) 13, в) 6,5 г) 2,6 д) 2. В Таблице 1 результаты оценки физического состояния аналитических образцов, приготовленных на основе растворителя с разным соотношением «ксилол/дибутилгликоль».
Из представленных результатов видно, что, безусловно, добавление бутилгликоля (БГ) ухудшает сцинтилляционные характеристики ЖСК, однако при низких содержаниях БГ и большом объеме вводимого водного образца наблюдается неудовлетворительное состояние аналитической пробы (в некоторых случаях образцы неоднородны из-за их гелеобразной структуры и наличия включений воздушных пузырьков, в некоторых случаях наблюдается расслаивание образцов). При содержании БГ более 27,5% все пробы, при всех соотношениях «ЖСК/проба» имеют хорошее физическое состояние- гомогенны, прозрачны, имеют значение tSIE. При этом при содержании БГ - 27,5 значение tSIE уменьшается на 25% от максимального, а объем вводимой пробы существенно увеличивается при сохранении удовлетворительного состояния аналитического образца. Результаты экспериментов, представлены: на рис. 1 - Зависимость tSIE от количества БГ при разных соотношениях ЖСК/проба: а)26, 6)13, в) 6,5 г)2,6 д) 2.
Рисунок 2. Зависимость интенсивности сигнала (счета) от количества БГ при разных соотношениях ЖСК/проба: а) 26, б) 13, в) 6,5 г) 2,6 д) 2; а на на табл. 1 - Оценка физического состояния аналитических образцов, приготовленных на основе растворителя с разным соотношением «ксилол/дибутилгликоль»
Исследование сцинтилляционных характеристик и величины аналитического сигнала при определении трития с использованием ЖСК на основе ксилола, бутилгликоля и неонола в зависимости от количества РРО
Примеры конкретного выполнения В качестве ЖСК был использован следующий раствор: массовые проценты: ксилол - 51, БГ - 17, неонол - 32, нафталин - 20 г/л. Содержание сцинтиллирующей добавки, в качестве которой использовался 2,5-дифенилоксазол (РРО) изменялось и составляло 0,0,1,0,2,0,4, 1, 2, 4, 7, 10, 20, 50 г/л. В качестве исследуемых параметров также использовались - трансформированный спектральный индекс внешнего стандарта (tSIE) и величина аналитического сигнала в диапазоне энергий бета-частиц трития (счет на 1 мл стандарта трития). Аналитические образцы готовились на основе подготовленных ЖСК растворов и добавлением стандартов трития в количестве 1 и 7 мл на аналитический образец. На рисунках 3 и 4 представлены зависимости tSIE и счета от количества РРО.
Результаты исследования показаны на рис. 3 - Зависимость счета от количества РРО, и на рис. 4 - Зависимость tSIE от количества РРО. На основании полученных результатов можно сделать однозначный вывод, что при увеличении концентрации РРО аналитический сигнал монотонно возрастает, достигая максимума в диапазоне концентраций - 7-10 г/л и падает при дальнейшем увеличении концентрации РРО. Таким образом, в конечном ЖСК целесообразно создавать концентрацию РРО в диапазоне 7-10 г/л, что соответствует (1 масс. %). Стоит отметить, что его концентрация может варьировать в широком диапазоне, так как при полном отсутствии РРО значение tSIE меньше максимального на 40%.
Исследование сцинтилляционных характеристик и величины аналитического сигнала при определении трития с использованием ЖСК на основе ксилола, бутилгликоля и неонола в зависимости от количества нафталина показаны на рис. 5 - Зависимость счета на 1 мл. стандарта от количества нафталина, и на Рис. 6 - Зависимость tSIE от количества нафталина.
В качестве ЖСК был использован следующий раствор: объемные проценты: ксилол - 51, БГ - 17, неонол - 31, РРО - 1. Содержание нафталина изменялось и составляло 0, 2, 4, 8, 15, 20, 30, 60, 100 г/л. В качестве исследуемых параметров также использовались - трансформированный спектральный индекс внешнего стандарта (tSIE) и величина аналитического сигнала в диапазоне энергий бета-частиц трития (счет на 1 мл стандарта трития). Аналитические образцы готовились на основе подготовленных ЖСК растворов и добавлением стандартов трития в количестве 1 и 7 мл на аналитический образец. На рисунках 5 и 6 представлены зависимости tSIE и счета от количества РРО.
В таблице 2 представлены физические характеристики полученных образцов.
На основании полученных результатов можно сделать однозначный вывод, что при увеличении концентрации нафталина - аналитический сигнал имеет тенденцию к возрастанию, однако зависимость неявная. Однако следует отметить, хотя нафталин добавляют в рецептуры ЖСК в качестве сцинтиллятора из Таблицы 2 следует, что нафталин оказывает влияние на растворимость воды в ЖСК. При его концентрации более 20 г/л даже при соотношении «проба/ЖСК» - 7/14 полученный аналитический образец имеет удовлетворительные характеристики. Таким образом, в состав ЖСК на основе неонола, ксилола и бутилгликоля БГ целесообразно вводить нафталин в количестве 20 г/л (2 масс. %).
Исследование сцинтилляционных характеристик и величины аналитического сигнала при определении трития с использованием ЖСК на основе ксилола, бутилгликоля и неонола в зависимости от количества РОРОР В качестве ЖСК был использован следующий раствор: объемные проценты: ксилол - 51, БГ - 17, неонол - 31, РРО - 1. Было подготовлено 2 серии составов - с нафталином и без нафталина, содержание нафталина составляло 17 г/л. Содержание РОРОР изменялось в диапазоне 0, 0,048, 0,096, 0,192, 0,384, 0,768, 1,15 г/л. В качестве исследуемого параметра также использовался -трансформированный спектральный индекс внешнего стандарта (tSIE). Аналитические образцы готовились на основе подготовленных ЖСК растворов и добавлением стандартов трития в количестве 1 и 7 мл на аналитический образец. На рисунках 7 и 8 представлены зависимости tSIE от количества РОРОР в ЖСК без и с нафталином. В таблице 3 представлены физические характеристики полученных образцов.
На основании полученных результатов можно сделать вывод, что при увеличении концентрации нафталин аналитический сигнал имеет тенденцию к возрастанию, однако зависимость неявная, возможно с экстремумом в районе концентраций РОРОР - 0,6-0,8 г/л. Следует отметить, что и в этом эксперименте подтверждена способность нафталина повышать растворимость воды в ЖСК. Таким образом, в состав ЖСК на основе неонола, ксилола и бутилгликоля целесообразно вводить РОРОР в концентрациях 0,08 масс. %.
Применение предложенного в качестве изобретения «Жидкого сцинтилляционного коктейля» позволяет получить качественный и недорогой аналог иностранных сцинтилляционных коктейлей, который в отличии от них имеет состав с ингредиентами и их соотношением, способный работать с высоким количеством вводимого в него образца для измерения, что увеличивает качество измерения и его скорость.
Claims (2)
- Состав жидкого сцинтилляционного коктейля, характеризующийся тем, что он содержит ароматический растворитель - ксилол, а также в качестве добавок для повышения световой отдачи нафталина вводят два сцинтиллятора 2,5-дифенилоксазол (PPO) и 1,4-ди-[2-(5-фенил)-оксазолил]бензол (POPOP), один из которых является первичным, а другой вторичным, кроме того, в состав введен в качестве поверхностно-активного вещества - неонол (оксиэтилированный моноалкилфенол), отличающийся тем, что в состав дополнительно вводят бутилгликоль (БГ) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
Ксилол 46,92 БГ 16 Неонол 34 Нафталин 2 РРО 1 РОРОР 0,08
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2815227C1 true RU2815227C1 (ru) | 2024-03-12 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB960448A (en) * | 1961-02-27 | 1964-06-10 | Atomic Energy Authority Uk | Improvements in or relating to scintillators |
| US3170884A (en) * | 1962-02-19 | 1965-02-23 | Richard L Macklin | Naphthalene derivative scintillators |
| US5308544A (en) * | 1992-02-28 | 1994-05-03 | Beckman Instruments, Inc. | Liquid scintillation solution useful for alpha particle emission and beta particle emission discrimination |
| RU2094824C1 (ru) * | 1994-09-12 | 1997-10-27 | Институт Монокристаллов Нан Украины | Жидкий сцинтиллятор |
| RU2290668C2 (ru) * | 2003-10-29 | 2006-12-27 | Сентро Де Инвестигасионес Энергетикас, Медиоамбиенталес И Технологикас (С.И.Э.М.А.Т.) | Состав коктейля для измерений методом сцинтилляций в жидкости |
| JP2020204587A (ja) * | 2019-06-19 | 2020-12-24 | 東京インキ株式会社 | ラドンの放射能測定方法 |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB960448A (en) * | 1961-02-27 | 1964-06-10 | Atomic Energy Authority Uk | Improvements in or relating to scintillators |
| US3170884A (en) * | 1962-02-19 | 1965-02-23 | Richard L Macklin | Naphthalene derivative scintillators |
| US5308544A (en) * | 1992-02-28 | 1994-05-03 | Beckman Instruments, Inc. | Liquid scintillation solution useful for alpha particle emission and beta particle emission discrimination |
| RU2094824C1 (ru) * | 1994-09-12 | 1997-10-27 | Институт Монокристаллов Нан Украины | Жидкий сцинтиллятор |
| RU2290668C2 (ru) * | 2003-10-29 | 2006-12-27 | Сентро Де Инвестигасионес Энергетикас, Медиоамбиенталес И Технологикас (С.И.Э.М.А.Т.) | Состав коктейля для измерений методом сцинтилляций в жидкости |
| JP2020204587A (ja) * | 2019-06-19 | 2020-12-24 | 東京インキ株式会社 | ラドンの放射能測定方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kallmann et al. | Fluorescence of solutions bombarded with high energy radiation (energy transport in liquids) | |
| Buck et al. | Production and properties of the liquid scintillators used in the STEREO reactor neutrino experiment | |
| US3068178A (en) | Scintillator solution enhancers | |
| Savitsky | CARBON-13 CHEMICAL SHIFTS OF para-DISUBSTITUTED BENZENES | |
| RU2815227C1 (ru) | Состав жидкого сцинтилляционного коктейля | |
| US3526768A (en) | 2-substituted naphth(1,2)oxazole scintillators | |
| Nemchenok et al. | Liquid scintillator based on linear alkylbenzene | |
| Brown et al. | Light and high energy induced energy transfer in liquid and rigid organic scintillators | |
| Zaitseva et al. | 6Li-loaded liquid scintillators produced by direct dissolution of compounds in diisopropylnaphthalene (DIPN) | |
| Furst et al. | Energy transfer by means of collision in liquid organic solutions under high energy and ultraviolet excitations | |
| Montbarbon et al. | The role of the secondary fluorophore in ternary plastic scintillators aiming at discriminating fast neutrons from gamma-rays | |
| Hastings et al. | A low intensity permanent liquid light standard activated by radioactivity | |
| Barton et al. | Large area liquid scintillation and Cerenkov counters | |
| US4867905A (en) | Composition for liquid scintillation counting | |
| US3573218A (en) | Liquid scintillation counting composition and process | |
| Zheng et al. | Preparation and performance study of a novel liquid scintillator with mixed solvent as the matrix | |
| Janda et al. | Study of new luminophores for use in modern scintillation cocktails | |
| Basson | Absolute alpha counting of astatine-211 | |
| Edler et al. | Differentiation between fossil and biofuels by liquid scintillation beta spectrometry-direct method | |
| NL2026928B1 (en) | NPE-free LSC cocktail compositions suitable for Low Level applications. | |
| Nemchenok et al. | A neodymium-loaded liquid scintillator | |
| US10113110B2 (en) | Boron-loaded liquid scintillator compositions and methods of preparation thereof | |
| Batyrkhanov et al. | Optimization of the Liquid Scintillator Composition for Radiation Monitoring Detectors | |
| So et al. | Investigation of the physical and the optical properties of various base solvents for the liquid scintillator in a neutrino detector | |
| Leo | Scintillation detectors |