DE1614484A1

DE1614484A1 - Neutronendetektor

Info

Publication number: DE1614484A1
Application number: DE19671614484
Authority: DE
Inventors: Kazanskaya Valeria A; Makarov Jury A; Vasiliev Stanislav N
Original assignee: SOJUZNY NII PRIBOROSTROENIA
Current assignee: SOJUZNY NII PRIBOROSTROENIA
Priority date: 1967-04-04
Filing date: 1967-04-04
Publication date: 1970-05-21

Description

NEUTRONENDETEKTOR Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Elasse von Kernstrahlendetektoren, vorzugsweise solcher der thermischen und langsamen Neutronen, und kann in Geräten Verwendung finden, die für Dosimetrte und Radiometrie von Neutronenflüssen unter den Bedingungen relativ starker Gamma-Pelder bestimmt sind.
Es sind bekannt Detektoren auf der Grundlage von Szintillator, welcher aus nichtgranuliertem mechanischem Gemisch von mit Silber aktiviertem Zinksulfid und Lithiumfluorid besteht, das am Isotop Lithium - 6 angereichert ist (siehe Stedman. Scintillator for thermal Neutrons Using Li6P and ZnS (Ag).
The Review Scientific Instruments, 1960, Nr. 10, p. 1156; Helm F.H. Experiments with Neutron Scintillators Made oi Lithium Fluoride, Zink Sulfide and Lucite, RSI, 33, Nr. 6; 687-688 (1962).
Ein Nachteil des Detektors auf der Grundlage eines solchen Szintillators ist, daß er es nicht ermöglicht, thermische und langsame Neutronen unter den Bedingungen relativ starker Gamma-Feler (1000-5000 mkr/s, infolge dessen geringer optischen Transparenz wirksam zu registrieren.
Bekannt sind auch Neutronendetektoren nit Ssintillator aui der Grundlage von mit Silber aktiviertem Zinksulfid und verschiedenen Borverbindungen.
Ein Nachteil ähnlicher Detektoren ist deren relativ hohe Hydroskopizität, Kompliziertheit der rertigungstechnik der Ssintillatoren.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der oben aufgezählten Nachteile.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt, einen Detektor mit einen Szintillator zu entwickeln, welcher es ermöglicht, thermische und langsame Neutronen unter den Bedingungen relativ starker Gamma-Pelder (1000-5000 mkr/s) wirksam zu registrieren, eine hohere optische Transparenz besitzt, nicht hygroskopisch ist und eine hohe mechanische Festigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Neutronendetektor der Szintillator erfindungageläß aus Granulen besteht, welche 100 Gew.-Teile von mit Silber aktiviertem Zinkeulfid und 30-120 Gew.-Teile von am Isotop Lithium - 6 angereichertem Lithiumfluorid enthalten.
Zur Herstellung von granuliertes Szintillator wird das Gemisch, welches mit Silber aktiviertes Zinksulfid und am Isotop Lithium - 6 angereichertes Lithiumfluordi enthält, erfindungsgeiäß suspendiert, in inerter Lösung eines polymeren Alkohols koaguliert und das Koagulat granuliert.
Man führt bevorzugt die Koagulation durch Azeton aus der Suspension des Gemisches, welches 100 Ges.-Teile von mit Silber activierten Zinksulfied und 79 Gew.-Teile von bis 90-95% am Isotop Lithium-6 angereichertem Lithiumfluorid enthält, in wässeriger Lösung von Polyvinylalkohol durch und granuliert das erhaltene Koagulat.
Man trocknet das Koagulat und zerkleinert es zweckmäßig bis zur Granulengröße 500-1000 mkm. Die Granulen können vor dem Trocknen zerkleinert werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und der beiliegendn Zeichnung näher erläutert, in dem der Detektor mit den Szintillator dargestellt ist.
Der Neutroendetektor weist die Granulen 1 des Szintillatorr, welche 100 Gsw.-Teile von mit Silber aktiviertes Zinksulfid, 30 - 120 Gew.-Teile von am Isotop Lithiun - 6 angereichertem Lithiumfluorid enthalten, die in die optisch transparente Grundlage 2 aus Polymethylmethakrylat durch Warmpressen eingeführt sind. Die optisch transparente Grundlage 2 ist von drei Seiten mit den Lichtreflektor 3 auf der Grundlage von Magnesiuntitanat nit farbloser Laoke zur Steigerung der Lichtausbeute des Detektors überzogen ist.
Die Neutronendetektoren nit Szintillatorgranulen, welche Zinksulfid, das mit Silber aktiviert ist, sowie das u Iaotop Lithium - 6 angereicherte Lithiumfluorid enthälten, werden ähnlich wie die bekannten betrieben.
Jedoch weist der Neutronendetektor mit Szintillatorgranulen der erfindungsgemä#en Zusammensetzung eine höhere optische Transparenz auf und ermöglicht eine wirksame Registrierung thermischer Neutronen bis zu 40% unter den Bedingungen relativ starker Gamma-Felder. Darüber hinaus besitzt durch diese Zu sammensetzung der Szintillatorgranulen der Detektor eine hohe mechanische Festigkeit und ist nichthydroskopisch.
Die Szintillatorgranulen, welche mit Silber aktiviertes Zinksulfid und am Isotop Lithium - 6 angereichertes Lithiumfluorid enthalten, können wie folgt hergestellt werden.
Das auf 90-95% am isotop Lithium - 6 angereicherte Lithiumchlorid wird in einem Glas-oder Porzellanbecher in destilliertem Wasser gelöst. Man bereitet 25% ige Lösung. Ist die Lösung trübe, wird sie iiltriert. In die aui 37 + 400C erwärmte Lösung schüttet man unter Rühren mit einem Glasstab 100 g mit Silber aktiviertes Zinksulfid und 131,5 g Lithiumchlorid ein.
Unter ständigen Rühren gießt lan in die erhaltene Suspension in mehreren Stufen 48%ige Lösung von auf 37 t 40°C erwärmten Kaliunfluorid in einer Menge von 560 nl auf 131,5 g Lithiumchlorid ein. Man nimmt die Probe zum Prüfen vollen Ausfällens des Lithiumfluorids durch Zugabe der kaliumfluoridlösung einer Filtratportion. Nach zehnminutigem Rühren bringt nan den Niederschlag auf einen Filter und wäscht mit auf 37 ä 40°C erwärmtem destilliertem Wasser bis zum Verschwinden der Reaktion auf Chlorion.
Die Kristalle des mit Silber aktivierten Zinksulfids spielen die Rolle der Keime, auf die sich das Lithiumfluorid abscheidet. Der Niederschlag vom Filter wird in ein Glasoder Porsellanbecher mit 2,5%iger wässeriger Lösung von Polyvinylalkohol (540 ml) abgespült.
Man führt die Koagulation mit Azeton durch indem man dieses in mehreren Stufen unter Rühren mit einem Glasstab su der Suspension hinzugibt, bis die Flüssigkeit transparent geworden ist. Das Koagulat wird auf vierfach zusammengelegtem Mull abgepreßt und durch eine Scheibe aus organischem Glas mit Öffnungen gewählten Durchmescers durchgerieben. Die erhaltenen Granulen aus dem Gemisch von mit Silber aktivierten Zinksulfid und am Iaotop Lithium-6 angereichertem Lithium fluorid werden an der Luft, anschließend in einem Thermostaten bei einer Temperatur von 60 + 700C getrocknet.
Es kann auch in umgekehrter Reihenfolge verfahren werden, nämlich zunächst trocknet man das Koagulat und dann zerkleinert es in einer Mörser. Man wählt Ssintillatorgranulen mit Abseszungen von 500-1000 itm. Alle gebliebenen kleineren Granulen werden eingewogen und in einem Glas mit destilliertem Wasser in einer Menge von 330 ml auf 100 g Granulen eingegossen, dann auf Wasserbad unter RUhren mit einem Glasstab erwärmt, bie sich eine Suspension, ähnlich der Ausgangssuspension, gebildet hat.
Man iUhtt wieder Koagulation der Suapension mit Azeton und alle nachfolgenden Operationen durch.
Die Granulen für Detektoren können auch wie folgt hergestellt werden. Man bereitet eine Paste, welche 100 Gew.-Teile von mit Silber aktiviertem Zinksulfid, 37 + 100 Gew.-Teile von am Ieotop Lithium-6 angereichertem Lithiumfluorid und 0,9 + 2,7 Gew.-Teile von inerter Lösung eines optisch transparenten Plastes enthält, Die erhaltene Paste wird etwas an der Luft getrocknet, gepreßt, zusätzlich in einem T ermostaten getrocknet und zu Granulen zerkleinert.
Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Granulen durch Koagulation wird die Herstellung von Granulen beliebiger Abmessungen unter beinahe 100%iger Verwertung von Ausgangsmaterial ermöglicht.

Claims

P A T E N T A N S P R U Ü C H E : 1. Neutronendetektor, in welchem der gengenüber den langsamen Neutronen empfindliche Szintillator in einer optisch transparenten Grundlage verteilt ist, d a d u r o h g e -k e n n s e i c h n e t , daß der Szintillator aus Granulen besteht, welche 100 Gew.-Teile von mit Silber aktiviertem Zinksulfid und 30 + 120 Gew.-Teile von an Isotop Lithium-6 angereichertem Litbiumfluorid enthalten.
2. Verfahren zur Herstellung von granuliertem Szintillator für Neutronendetektoren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n t e i c h n e t , daß das Gemisch von mit Silber. aktiviertem Zinksulfid und am isotop Lithium-6 angereichertem Lithiumfluorid in inerter Lösung einee polymeren Alkohols suspendiert, koaguliert und das Koagulat granuliert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -t e i c h n e t , daß das Gemisch, welches 100 Gew.-Teile von mit Silber aktiviertem Zinksulfid und 79 Gew.-Teile von am Isotop Lith ium-6 angereichertem Lithiumiluorid enthält, in wässeriger Lösung von Polyvinylalkohol suspendiert, mit Azeton koaguliert und das Koagulat granuliert wird.
4. Verfahren naoh Anspruch 2, 3 , d a d u r c h g e -k e n n s e 1 c h n e t , da# das Koagulat getrocknet und su Granulen von 500-1000 ikm Abmessungen zerkleinert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 - 4 , d a d u r c h g e -k e n n s e i c h n e t , da# das Koagulat zu Granulen von 500-1000 mkm Abmessungen zerkleinert und dann getrocknet wird.