RU2711219C1 - Method of making reflecting surfaces for scintillation elements - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to detection of ionizing radiation by scintillation detectors. Method of producing reflecting surfaces for scintillation elements, comprising a step of preparing a starting mixture consisting of a polymer base and 0.1–90 wt% of powdered pigment, as well as a subsequent stage of forming a reflecting surface, carried out by three-dimensional printing, as a result of which the initial mixture is converted into an article from the composite light-reflecting material, shape and size of which enable to combine two or more surfaces of said article with two or more surfaces of one or more scintillation elements.EFFECT: simple process of assembling matrixes of scintillation elements of pixel detectors, high light collection of the detector module.4 cl, 6 dwg, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к области техники детектирования ионизирующего излучения при помощи сцинтилляционных детекторов и может быть применено в различных ее отраслях.The present invention relates to the field of detection of ionizing radiation using scintillation detectors and can be applied in various fields.

Сцинтилляционные детекторы используются в различных областях, например, в медицинской технике, в частности, в позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ), однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ); в системах интроскопии для дистанционного досмотра. В физике высоких энергий сцинтилляционные детекторы используются, например, в экспериментах на ускорителях на встречных пучках, таких как Большой адронный коллайдер (БАК) в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН).Scintillation detectors are used in various fields, for example, in medical technology, in particular in positron emission tomography (PET), single-photon emission computed tomography (SPECT); in introscopy systems for remote inspection. In high-energy physics, scintillation detectors are used, for example, in experiments on colliding-beam accelerators, such as the Large Hadron Collider (LHC) at the European Center for Nuclear Research (CERN).

Технические характеристики сцинтилляционных детекторов, такие как энергетическое, временное и пространственное разрешение, чувствительность, существенно зависят от того, каким образом сцинтилляционные элементы (в форме монокристаллов, керамики или стекла) собраны в детектор, а также от характеристик светоотражающих поверхностей, используемых для покрытия сцинтиллятора. Так, от характеристик светоотражающего покрытия зависят как количество регистрируемого света, испущенного сцинтиллятором, так и временные характеристики светового сигнала, а от этого, в свою очередь, зависят временное, энергетическое и пространственное разрешение детектора. Важной прикладной задачей является повышение светосбора в активных элементах сцинтилляционных детекторов, так как это потенциально обеспечит увеличение чувствительности регистрирующей системы и улучшение потребительских параметров таких детекторов.Technical characteristics of scintillation detectors, such as energy, temporal and spatial resolution, sensitivity, significantly depend on how the scintillation elements (in the form of single crystals, ceramics or glass) are assembled into the detector, as well as on the characteristics of reflective surfaces used to coat the scintillator. So, both the amount of recorded light emitted by the scintillator and the temporal characteristics of the light signal depend on the characteristics of the reflective coating, and the time, energy, and spatial resolution of the detector, in turn, depend on this. An important applied problem is to increase the light collection in the active elements of scintillation detectors, since this will potentially provide an increase in the sensitivity of the recording system and an improvement in the consumer parameters of such detectors.

Решение этих задач зависит и от выбранных способов нанесения светоотражающих покрытий. Однако известные способы нанесения отражающих покрытий достаточно длительные и трудоемкие, поскольку выполняются вручную и подразумевают значительное количество процедур.The solution to these problems depends on the chosen methods of applying reflective coatings. However, the known methods of applying reflective coatings are quite long and laborious, since they are performed manually and involve a significant number of procedures.

В настоящее время большое распространение получили сцинтилляционные детекторы на основе пикселей, собранных в матрицы. Такие детекторы позволяют повысить пространственное разрешение детекторов при использовании с матричными фотоприемниками. Сборка матриц из сцинтилляционных элементов (как правило пикселей квадратного сечения со стороной квадрата 2-3 мм и длиной до 20-30 мм) осуществляется вручную путем нанесения отражающего покрытия из специальной краски на каждый пиксель и их соединения друг с другом в блоки до 10×10 штук [P. Lecoq, М. Korzhik and A. Gektin, Inorganic Scintillators for Detecting Systems, Springer, 2017, 408 р.]. Так, для коммерчески доступной краски на основе пигмента диоксида титана EJ-510 (Eljen Technology) рекомендовано нанесение тройного покрытия с общей толщиной 110 мкм. [https://eljentechnology.com/products/accessories/ej-510-ej-520].Currently, scintillation detectors based on pixels collected in matrices are widely used. Such detectors can increase the spatial resolution of the detectors when used with matrix photodetectors. Matrix assembly from scintillation elements (usually square pixels with a square side of 2-3 mm and a length of up to 20-30 mm) is carried out manually by applying a reflective coating of special paint to each pixel and connecting them to each other in blocks of up to 10 × 10 pieces [P. Lecoq, M. Korzhik and A. Gektin, Inorganic Scintillators for Detecting Systems, Springer, 2017, 408 p.]. So, for a commercially available paint based on titanium dioxide pigment EJ-510 (Eljen Technology), it is recommended to apply a triple coating with a total thickness of 110 microns. [https://eljentechnology.com/products/accessories/ej-510-ej-520].

В экспериментальных установках по физике частиц и высоких энергий используются кристаллические детекторы, включающие тонкие элементы, как правило, квадратного или круглого сечения в несколько мм² и длиной до 100 мм или более, между которыми находится поглотитель, состоящий из металла или сплава [K. Pauwels, М. Lucchini, A. Benaglia, Е. Auffray, Calorimeter designs based on fibre-shaped scintillators, pp 231-241, Engineering of Scintillation Materials and Radiation Technologies Proceedings of ISMART 2016, Springer]. Изготовление таких детекторных модулей является достаточно трудоемким процессом, что делает сборку матриц для пиксельного детектора дорогостоящей.In experimental installations in particle and high energy physics, crystal detectors are used that include thin elements, usually square or circular, of several mm ² and up to 100 mm or more in length, between which there is an absorber consisting of a metal or alloy [K. Pauwels, M. Lucchini, A. Benaglia, E. Auffray, Calorimeter designs based on fiber-shaped scintillators, pp 231-241, Engineering of Scintillation Materials and Radiation Technologies Proceedings of ISMART 2016, Springer]. The manufacture of such detector modules is a rather time-consuming process, which makes the assembly of matrices for a pixel detector expensive.

Известен способ создания отражающих поверхностей для матриц сцинтилляционных элементов, состоящий в том, что сцинтилляционные элементы позиционируются при помощи разделителей, например, - полимерной лески, и пространство между ними заполняется светоотражающей краской [С. Capoccia. Calorimeter assembly and mechanics. PADME general meeting, 17-18.01.2017, Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Frascati, Rome, Italy]. Такой способ позволяет обеспечить регулярное расположение сцинтилляционных блоков, но является чрезвычайно трудоемким.A known method of creating reflective surfaces for matrices of scintillation elements, consisting in the fact that the scintillation elements are positioned using dividers, for example, polymer fishing line, and the space between them is filled with reflective paint [C. Capoccia. Calorimeter assembly and mechanics. PADME general meeting, January 17-18, 2017, Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Frascati, Rome, Italy]. This method allows for the regular arrangement of scintillation blocks, but is extremely time-consuming.

Метод обертывания элементов сцинтиллятора тефлоновой лентой является другим известным методом изготовления отражающих поверхностей, широко используемым в технике сцинтилляционных измерений. Известно, что для достижения эффективного отражения используют обертывание сцинтилляционного элемента 3-мя и более слоями ленты [Janecek М., Moses W.W. Optical reflectance measurements for commonly used reflectors // IEEE transactions on nuclear science. - 2008. - T. 55. - №. 4. - C. 2432-2437]. Существуют другие различные варианты отражающих лент с различным соотношением зеркального и диффузного отражений. Главным недостатком метода обертывания является то, что он является ручной операцией, и, поэтому является достаточно трудоемким и, в ряде случаев, может быть невоспроизводимым.The method of wrapping scintillator elements with teflon tape is another well-known method of manufacturing reflective surfaces, widely used in the technique of scintillation measurements. It is known that in order to achieve effective reflection, a scintillation element is wrapped with 3 or more layers of tape [Janecek M., Moses W.W. Optical reflectance measurements for commonly used reflectors // IEEE transactions on nuclear science. - 2008. - T. 55. - No. 4. - C. 2432-2437]. There are other different versions of reflective tapes with different ratios of specular and diffuse reflections. The main disadvantage of the wrapping method is that it is a manual operation, and therefore it is quite time-consuming and, in some cases, it can be irreproducible.

Выявлено также, что использование нескольких слоев отражающей ленты или различных отражающих слоев для достижения наилучших отражающих характеристик создает слой достаточно большой толщины, а, следовательно, создает и значительное межпиксельное расстояние [Stuhl L. et al. A newly developed wrapping method for scintillator detectors // Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2016. - T. 665. - №. 1. - C. 012050.] В силу этого использование нескольких слоев отражающей ленты или различных отражающих слоев широко применяется для отдельных сцинтилляционных элементов, но плохо подходит для пиксельных детекторов.It was also revealed that the use of several layers of reflective tape or different reflective layers to achieve the best reflective characteristics creates a layer of sufficiently large thickness, and, therefore, creates a significant inter-pixel distance [Stuhl L. et al. A newly developed wrapping method for scintillator detectors // Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2016. - T. 665. - No. 1. - C. 012050.] Because of this, the use of several layers of reflective tape or different reflective layers is widely used for individual scintillation elements, but is poorly suited for pixel detectors.

Значения толщин отражающих слоев в виде ленты для оборачивания сцинтилляционных элементов могут составлять 0,011-0,014 дюймов (28-35 мкм) [US 4720436, G01T 1/20, 1988]. Однако, описанный подход сохраняет все остальные недостатки, связанные с ручным обертыванием сцинтилляционного элемента.The thicknesses of the reflective layers in the form of a tape for wrapping scintillation elements can be 0.011-0.014 inches (28-35 microns) [US 4720436, G01T 1/20, 1988]. However, the described approach retains all other disadvantages associated with the manual wrapping of the scintillation element.

Известен способ напыления тонкого многослойного покрытия на полированные пиксели сцинтиллятора LYSO, осуществляемый таким образом, что состав и структура покрытия подбираются под материал сцинтиллятора [Sun Q. et al. Ultra-thin high-reflector film designed for LYSO scintillators // Nuclear Science Symposium, Medical Imaging Conference and Room-Temperature Semiconductor Detector Workshop (NSS/MIC/RTSD), 2016. - IEEE, 2016. - C. 1-2.]. Описанный в данном источнике способ позволяет получить покрытие очень малой толщины (3 мкм). Однако данный способ имеет существенные недостатки: получаемое данным способом покрытие обладает отражающими свойствами в небольшом диапазоне углов, что сужает область его применения; способ требует для реализации дорогостоящего оборудования для напыления покрытий; сложен в исполнении из-за высоких требований, предъявляемых к качеству обработки поверхностей пикселей сцинтиллятора; не универсален, поскольку предназначен только для одного конкретного сцинтилляционного материала.A known method of spraying a thin multilayer coating on polished pixels of the LYSO scintillator, carried out in such a way that the composition and structure of the coating are selected for the material of the scintillator [Sun Q. et al. Ultra-thin high-reflector film designed for LYSO scintillators // Nuclear Science Symposium, Medical Imaging Conference and Room-Temperature Semiconductor Detector Workshop (NSS / MIC / RTSD), 2016. - IEEE, 2016. - C. 1-2.] . The method described in this source makes it possible to obtain a coating of very small thickness (3 μm). However, this method has significant disadvantages: the coating obtained by this method has reflective properties in a small range of angles, which narrows the scope of its application; the method requires the implementation of expensive equipment for spraying coatings; complicated in execution due to the high requirements for the quality of processing the surfaces of the pixels of the scintillator; not universal, as it is intended for only one specific scintillation material.

Также известен способ формирования покрытия непосредственно на поверхности сцинтилляционного элемента путем его физико-химической обработки [Meng F. et al. A novel method to create an intrinsic reflective layer on a Gd₃Ga₃Al₂O₁₂:Ce scintillation crystal // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. - 2014. - Vol. 763. - P. 591-595]. В цитированном способе покрытие на поверхность сцинтилляционного элемента гадолиний-галлий-алюминиевого граната (GAGG:Ce) наносят путем отжига в восстановительной атмосфере, который приводит к испарению оксида галлия из приповерхностного слоя сцинтилляционного элемента с формированием белого светоотражающего слоя. Светоотражающий эффект в данном способе продемонстрирован только для слоя толщиной 0,2 мм, однако светоотражающий эффект, достигающий по величине эффект оборачивания тефлоновой лентой, был достигнут только при толщине слоя 0,5 мм, для формирования которого требуется отжиг длительностью около 25 часов. Кроме того, данный способ не создает никакой конструкционной поддержки для сцинтилляционного детектора и уменьшает эффективный объем собственно сцинтилляционного элемента.Also known is a method of forming a coating directly on the surface of the scintillation element by physicochemical treatment [Meng F. et al. A novel method to create an intrinsic reflective layer on a Gd ₃ Ga ₃ Al ₂ O ₁₂ : Ce scintillation crystal // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. - 2014 .-- Vol. 763. - P. 591-595]. In the cited method, a coating on the surface of the scintillation element of gadolinium-gallium-aluminum garnet (GAGG: Ce) is applied by annealing in a reducing atmosphere, which leads to the evaporation of gallium oxide from the surface layer of the scintillation element with the formation of a white reflective layer. The reflective effect in this method is demonstrated only for a layer with a thickness of 0.2 mm, however, the reflective effect, which achieves the largest wrapping effect with Teflon tape, was achieved only with a layer thickness of 0.5 mm, the formation of which requires annealing for about 25 hours. In addition, this method does not create any structural support for the scintillation detector and reduces the effective volume of the scintillation element itself.

Известен также аналогичный способ получения отражающих поверхностей, заключающийся в надпиливании пластины керамического сцинтиллятора, выполненного, предпочтительно, на основе Gd₂O₂S, с последующей термообработкой пластины в специально подобранном режиме [US 7728302, G01T 1/20, 2009]. В данном способе указано, что глубина пропилов должна быть меньше, чем толщина пластины и скрепление матрицы должно осуществляться за счет основания пластины. Однако из-за того, что пластина при осуществлении данного способа обрабатывается как единое целое, в ней невозможно заменить отдельные пиксели в случае механического повреждения, что является существенным недостатком этого способа.There is also a similar method for producing reflective surfaces, which consists in sawing a ceramic scintillator plate, preferably made on the basis of Gd ₂ O ₂ S, followed by heat treatment of the plate in a specially selected mode [US 7728302, G01T 1/20, 2009]. In this method, it is indicated that the depth of cuts should be less than the thickness of the plate and the fastening of the matrix should be due to the base of the plate. However, due to the fact that the plate during the implementation of this method is processed as a whole, it is impossible to replace individual pixels in the case of mechanical damage, which is a significant drawback of this method.

Описан способ получения структурированного сцинтиллятора для получения сцинтилляционного детектора с пространственным разрешением [WO 2014178758, G01T 1/20, 2014], согласно которому производится нанесение сцинтилляционного состава на фотодетектор. В указанном способе детекторным материалом является композит, обладающей низкой прозрачностью, и, в силу чего, таким способом могут быть сформированы детекторы с чувствительными слоями ограниченной толщины.A method for producing a structured scintillator for obtaining a spatial resolution scintillation detector is described [WO 2014178758, G01T 1/20, 2014], according to which a scintillation composition is applied to a photodetector. In this method, the detector material is a composite having low transparency, and therefore, detectors with sensitive layers of limited thickness can be formed in this way.

Кроме того, известен другой способ обработки поверхности сцинтилляционного материала путем создания на его выходной поверхности множества геометрических объектов (текстуры), уменьшающих полное внутреннее отражение на выходной поверхности и увеличивающих количество фотонов, выходящих из выходной поверхности [RU 2663737, А61В 6/03, 2018]. К недостаткам данного подхода можно отнести техническую сложность предложенного метода формирования такой поверхности (одноосное или изостатическое сжатие порошковых материалов) и его неприменимость для уже готовых сцинтилляционных элементов.In addition, another method is known for treating the surface of scintillation material by creating on its output surface a multitude of geometric objects (textures) that reduce the total internal reflection on the output surface and increase the number of photons emerging from the output surface [RU 2663737, АВВ 6/03, 2018] . The disadvantages of this approach include the technical complexity of the proposed method for forming such a surface (uniaxial or isostatic compression of powder materials) and its inapplicability for ready-made scintillation elements.

Известен способ изготовления отражающих поверхностей, [RU 2476906, G01T 1/20, 2013], заключающийся в использовании двух светоотражающих слоев - первого, диффузного, на основе полимера, например, тефлона, и второго, зеркального, на основе слоя металла. Этот способ имеет ряд недостатков. Во-первых, наличие в конструкции отражателя двух и более различных по конструкционным свойствам материалов усложняет и удорожает технологическую цепочку изготовления таких отражателей. Во-вторых, использование металлического слоя в качестве одного из отражающих слоев приводит к частичной потере света. Известно, что коэффициент отражения видимого света для полированных слоев металла составляет для алюминия 0,65-0,75 и для стали 0,55-0,6 [Э. Нойферт. Строительное проектирование (изд. 41-е, пер. с немецкого). Архитектура-С 2017, 600 с.]. Кроме того, в рассматриваемом патенте [RU 2476906] не приводится описание технологичных способов изготовления отражателей, что делает его невоспроизводимым.A known method of manufacturing reflective surfaces, [RU 2476906, G01T 1/20, 2013], which consists in the use of two reflective layers - the first, diffuse, based on a polymer, for example, Teflon, and the second, mirror, based on a metal layer. This method has several disadvantages. First, the presence of two or more materials with different structural properties in the design of the reflector complicates and increases the cost of the manufacturing chain of such reflectors. Secondly, the use of a metal layer as one of the reflective layers leads to a partial loss of light. It is known that the reflection coefficient of visible light for polished metal layers is 0.65-0.75 for aluminum and 0.55-0.6 for steel [E. Neufert. Construction design (ed. 41st, trans. From German). Architecture-C 2017, 600 pp.]. In addition, the patent [RU 2476906] does not describe technological methods for manufacturing reflectors, which makes it irreproducible.

Целью заявленного технического решения является изготовление отражающих поверхностей для сцинтилляционных элементов, позволяющих упростить процесс сборки матриц сцинтилляционных элементов пиксельных детекторов, покрытых такими отражающими поверхностями.The purpose of the claimed technical solution is the manufacture of reflective surfaces for scintillation elements to simplify the assembly process of the matrix of scintillation elements of pixel detectors coated with such reflective surfaces.

Для осуществления заявленной цели предлагается Способ изготовления отражающих поверхностей для сцинтилляционных элементов, включающий стадию приготовления исходной смеси, состоящей из полимерной основы и 0,1-90 вес. % порошкообразного пигмента, а также последующую стадию формования отражающей поверхности, осуществляемую методом трехмерной печати, в результате которой исходная смесь преобразуется в изделие из композитного светоотражающего материала, форма и размер которого позволяют совмещать две и более поверхности указанного изделия с двумя и более поверхностями одного или более сцинтилляционного элемента.To achieve the stated goal, a method for manufacturing reflective surfaces for scintillation elements is proposed, comprising the step of preparing an initial mixture consisting of a polymer base and 0.1-90 weight. % powder pigment, as well as the subsequent stage of forming the reflective surface, carried out by three-dimensional printing, as a result of which the initial mixture is converted into a product of composite reflective material, the shape and size of which allow two or more surfaces of the specified product to be combined with two or more surfaces of one or more scintillation element.

В качестве порошкообразного пигмента предпочтительно используется диоксид титана или стабилизированный диоксид циркония.Preferably, titanium dioxide or stabilized zirconia is used as the powder pigment.

В качестве полимерной основы предпочтительно, используются акрилатные полимеры.As the polymer base, acrylate polymers are preferably used.

В качестве метода формования предпочтительно используется стереолитография.As a molding method, stereolithography is preferably used.

Предлагаемым решением является изготовление отражающих поверхностей из композитного светоотражающего материала в виде отдельного элемента в форме ячеистой структуры (в том числе, в форме единственной ячейки), с ячейками, форма и размер которых соответствуют размеру и форме сцинтилляционных элементов (пикселей) методом трехмерной печати. Такой способ обеспечивает простоту наложения отражающих покрытий на сцинтилляционные элементы, в частности - сборки детекторных матриц, так как сцинтилляционные пиксели механически вставляются в ячейки отражателя, что является быстрым и простым в исполнении действием. Как дополнительное преимущество, при таком подходе к изготовлению все ключевые размеры, форма, химический состав и профиль такой отражающей поверхности могут быть изменены и оптимизированы под каждый тип и размеры сцинтилляционных элементов для улучшения светосбора.The proposed solution is the manufacture of reflective surfaces from composite reflective material in the form of a separate element in the form of a cellular structure (including in the form of a single cell), with cells whose shape and size correspond to the size and shape of scintillation elements (pixels) by three-dimensional printing. This method provides the simplicity of applying reflective coatings to the scintillation elements, in particular, the assembly of detector arrays, since the scintillation pixels are mechanically inserted into the reflector cells, which is quick and easy to perform. As an additional advantage, with this approach to manufacturing, all key dimensions, shape, chemical composition and profile of such a reflective surface can be changed and optimized for each type and size of scintillation elements to improve light collection.

Осуществление изобретения описывается ниже и включает в себя следующие стадии.The implementation of the invention is described below and includes the following stages.

Первой стадией является приготовление исходной смеси, состоящей из полимерной основы и наполнителя. В качестве полимерной основы может быть выбрано полимеризуемое вещество (смесь веществ), например смесь мономеров (олигомеров) моно-, ди-, три- и тетраакрилатов или метакрилатов, включая уретано(мет)акрилаты, эпоксидные смолы, термопластичные пластики (такие как полиэтилентерефталаты, полиамиды, поликарбонаты, полилактиды, полистиролы, акрилонитрилбутадиенстиролы, а так же их смеси и сополимеры). Под термином «смола» понимается смесь соответствующего мономера (или мономеров) с подходящим инициатором полимеризации (отвердителем), которые могут быть превращены в полимерный материал путем фотополимеризации, термополимеризации или любым другим известным способом. Также в качестве основы может быть выбран полимерный материал, который может быть обработан и сформован методом экструзии или другим известным методом. В качестве наполнителя может быть выбран пигмент или смесь пигментов, например, на основе поликристаллических порошков неорганических веществ с высоким показателем преломления, в частности оксидов, например таких как оксид титана, оксид циркония, стабилизированный оксид циркония, оксид цинка, легированный оксид цинка, оксид магния, оксид кремния, гидроксид алюминия, или солей металлов, например таких как сульфат бария, сульфат кальция, борат бария, сульфид цинка или различных их смесей. Предпочтительным является использование в качестве порошкообразного пигмента диоксида титана и стабилизированного диоксида циркония.The first stage is the preparation of the initial mixture, consisting of a polymer base and a filler. As the polymer base, a polymerizable substance (mixture of substances) can be selected, for example a mixture of monomers (oligomers) of mono-, di-, tri- and tetraacrylates or methacrylates, including urethane (meth) acrylates, epoxies, thermoplastic plastics (such as polyethylene terephthalates, polyamides, polycarbonates, polylactides, polystyrenes, acrylonitrile butadiene styrenes, as well as their mixtures and copolymers). The term "resin" refers to a mixture of the corresponding monomer (or monomers) with a suitable polymerization initiator (hardener), which can be converted into a polymeric material by photopolymerization, thermopolymerization or any other known method. Also, a polymeric material can be selected as a base, which can be processed and molded by extrusion or other known method. The filler may be a pigment or a mixture of pigments, for example, based on polycrystalline powders of inorganic substances with a high refractive index, in particular oxides, such as titanium oxide, zirconium oxide, stabilized zirconium oxide, zinc oxide, doped zinc oxide, magnesium oxide , silica, aluminum hydroxide, or metal salts, for example, such as barium sulfate, calcium sulfate, barium borate, zinc sulfide or various mixtures thereof. It is preferable to use titanium dioxide and stabilized zirconia as a powder pigment.

Причем под термином пигмент в случае диоксида титана подразумевается TiO₂ в виде своих типичных кристаллических модификаций, таких как анатаз, рутил или их смесь в любом соотношении. Под термином пигмент в случае диоксида циркония, подразумевается как химически чистый диоксид циркония, так и диоксид циркония, полностью или частично стабилизированный любым подходящим оксидом (например, Y₂O₃, Sc₂O₃ и пр. в любой концентрации). Пигмент, также как и исходная смесь, может содержать в своем составе органические модификаторы поверхности для лучшего распределения оксидных частиц по объему мономерной (полимерной) основы, пластификаторы для улучшения механических свойств полимерной композиции и получаемого композитного материала, добавки для регулирования оптических свойств исходной смеси и композита.Moreover, the term pigment in the case of titanium dioxide means TiO ₂ in the form of its typical crystalline modifications, such as anatase, rutile or a mixture thereof in any ratio. The term pigment in the case of zirconium dioxide means both chemically pure zirconia and zirconia, fully or partially stabilized by any suitable oxide (for example, Y ₂ O ₃ , Sc ₂ O ₃ , etc. at any concentration). The pigment, as well as the initial mixture, may contain organic surface modifiers to better distribute oxide particles over the volume of the monomer (polymer) base, plasticizers to improve the mechanical properties of the polymer composition and the resulting composite material, additives to control the optical properties of the initial mixture and composite .

Смешение основы и наполнителя может осуществляться любым известным способом, исходя из их природы. Если в качестве основы выбрана жидкая фотополимеризуемая или термополимеризуемая субстанция, то смешение производят перемешиванием одним из известных способов с получением жидкой фото- или термоотверждаемой композиции. Для лучшего диспергирования пигмента в органической среде допустима обработка композиции в ультразвуковой ванне. Возможно использование вакуумирования композиции с целью ее дегазации и улучшения гомогенизации. Если в качестве основы выбран полимерный материал, смешение проводят при помощи экструдера или путем размягчения / расплавления материала и перемешивания одним из известных способов, или другим известным способом получения полимера с наполнителем.The mixing of the base and the filler can be carried out in any known manner, based on their nature. If a liquid photopolymerizable or thermopolymerizable substance is selected as a base, mixing is carried out by mixing using one of the known methods to obtain a liquid photo- or thermoset composition. For better dispersion of the pigment in an organic medium, processing the composition in an ultrasonic bath is acceptable. You can use the evacuation of the composition with the aim of its degassing and improve homogenization. If the polymer material is chosen as the basis, the mixing is carried out using an extruder or by softening / melting the material and mixing using one of the known methods, or another known method of producing a polymer with a filler.

Второй стадией является формование отражающей поверхности - отражателя, представляющего собой ячеистую структуру (в том числе, состоящую из единственной ячейки), ячейки которой по размеру и форме соответствуют размерам и форме сцинтилляционных элементов, для которых предназначена отражающая поверхность. Примеры конфигурации отражающих поверхностей приведены ниже на Фиг. 1-6. В процессе формования исходная смесь преобразуется в диффузно-светоотражающий композит. Для этого показатель преломления наполнителя (пигмента) должен отличается от показателя преломления мономерной смеси, предпочтительно на 30% и более. При этом достигается коэффициент отражения композита не менее 80%.The second stage is the formation of a reflective surface - a reflector, which is a cellular structure (including one consisting of a single cell), whose cells in size and shape correspond to the size and shape of the scintillation elements for which the reflective surface is intended. Examples of reflective surface configurations are shown below in FIG. 1-6. During the molding process, the initial mixture is converted into a diffuse reflective composite. For this, the refractive index of the filler (pigment) should be different from the refractive index of the monomer mixture, preferably by 30% or more. In this case, a reflection coefficient of the composite of at least 80% is achieved.

Формование может осуществляться одним из известных способов трехмерной печати: стереолитографической, экструзионной, струйной и пр.Forming can be carried out by one of the known methods of three-dimensional printing: stereolithographic, extrusion, inkjet, etc.

В предпочтительной реализации изобретения формование осуществляется методом стереолитографии. В этом случае исходная смесь состоит из смеси мономеров или олигомеров (например, акрилатных), инициатора фотополимеризации и подходящего пигмента (высокодисперсного оксидного порошка), в качестве которого могут быть взяты, например, диоксид титана, стабилизированный диоксид циркония, оксид цинка, легированный оксид цинка, оксид магния, оксид кремния, гидратированный оксид алюминия, сульфид цинка, сульфат кальция, сульфат бария, борат бария или любой другой известный пигмент или смесь пигментов, предпочтительно - диоксид титана, диоксид циркония и стабилизированный диоксид циркония. Изготавливаемая композиция должна иметь подходящие для выбранного устройства трехмерной печати вязкость и фотоотверждаемые свойства. Жидкая композиция для получения отражающей поверхности методом стереолитографии содержит от 0,1 до 50 вес. % дисперсного наполнителя. В случае иных методов трехмерной печати (экструзионной, струйной и пр.) применяются составы, содержащие от 0,1 до 90 вес. % пигмента, поскольку термоэкструзионные методы трехмерной печати менее требовательны к вязкости композитного сырья для формования отражающей поверхности. При этом, содержание пигмента в 0,1 вес. % является минимально возможным количеством для создания отражающих свойств. Содержание пигмента в количестве более 90 вес. % сильно затрудняет изготовления изделия нужной формы.In a preferred embodiment of the invention, the molding is carried out by stereolithography. In this case, the initial mixture consists of a mixture of monomers or oligomers (for example, acrylate), a photopolymerization initiator and a suitable pigment (highly dispersed oxide powder), which can be taken, for example, titanium dioxide, stabilized zirconia, zinc oxide, doped zinc oxide , magnesia, silica, hydrated alumina, zinc sulfide, calcium sulfate, barium sulfate, barium borate or any other known pigment or mixture of pigments, preferably titanium dioxide, c zirconium and stabilized zirconia. The composition to be prepared must have viscosity and photo-curable properties suitable for the selected 3D printing device. The liquid composition for producing a reflective surface by the method of stereolithography contains from 0.1 to 50 weight. % dispersible filler. In the case of other methods of three-dimensional printing (extrusion, inkjet, etc.), compositions containing from 0.1 to 90 weight are used. % pigment, since thermo-extrusion methods of three-dimensional printing are less demanding on the viscosity of composite materials for forming a reflective surface. At the same time, the pigment content is 0.1 weight. % is the minimum possible amount to create reflective properties. The pigment content in an amount of more than 90 weight. % greatly complicates the manufacture of the product of the desired shape.

В случае экструзионной печати состав может представлять собой смесь подходящего пигмента с органической основой (смесь моно и диакрилатов с добавками пластификаторов и/или загустителей из ди- и поли этиленгликоля или дибутилфталата и подходящего фотоиницатора) в консистенции вязкой пасты с реологическими характеристиками, подходящими для продавливания через узком сопло тем или иным методом. Например, филамент для термоэкструзионной печати, имеющий состав композита для печати, может быть изготовлен при помощи экструдера.In the case of extrusion printing, the composition may be a mixture of a suitable pigment with an organic base (a mixture of mono and diacrylates with additives of plasticizers and / or thickeners of di and poly ethylene glycol or dibutyl phthalate and a suitable photoinitiator) in the consistency of a viscous paste with rheological characteristics suitable for pressing through narrow nozzle one way or another. For example, a filament for thermo-extrusion printing, having the composition of the composite for printing, can be made using an extruder.

Реализация описанного изобретения позволяет быстро изготовить отражающую поверхность, а также собрать матрицу из сцинтилляционных пикселей для сцинтилляционных детекторов, обеспечивающих высокий светосбор и простоту сборки детекторного модуля требуемого размера и формы.The implementation of the described invention allows you to quickly produce a reflective surface, as well as to assemble a matrix of scintillation pixels for scintillation detectors, providing high light collection and ease of assembly of the detector module of the required size and shape.

Краткое описание чертежей, приведенных ниже:A brief description of the drawings below:

Фиг. 1. Пример устройства боковой (а) и торцевой (б) отражающих поверхностей (компьютерная модель) для использования с матрицей из сцинтилляционных пикселей 2×2 шт.FIG. 1. An example of the device side (a) and end (b) reflective surfaces (computer model) for use with a matrix of scintillation pixels 2 × 2 pcs.

Фиг. 2. Оптическое изображение изготовленных методом трехмерной печати боковых (а) и торцевой (б) светоотражающих поверхностей из композитного материала полимер/TiO₂, изготовленных по Примеру 1.FIG. 2. The optical image made by the method of three-dimensional printing of the side (a) and end (b) reflective surfaces of a composite material polymer / TiO ₂ made according to Example 1.

Фиг. 3. Изображение сканирующей электронной микроскопии (20×, 100×) отражающей поверхности, изготовленной методом трехмерной печати из композитного материала полимер/ TiO₂ по Примеру 1 (а, б) и отражающей поверхности, изготовленной методом трехмерной печати из композитного материала полимер/TiO₂ по Примеру 5 (в, г). Толщина слоя печати 50 мкм. Толщина стенки ~ 170 мкм.FIG. 3. Image of scanning electron microscopy (20 ×, 100 ×) of a reflective surface made by three-dimensional printing from a polymer / TiO ₂ composite material according to Example 1 (a, b) and a reflective surface made by three-dimensional printing from a polymer / TiO ₂ composite material according to Example 5 (c, d). The thickness of the print layer is 50 microns. Wall thickness ~ 170 microns.

Фиг. 4. Изменение положения фото-пиков при регистрации излучения 662 кэВ источника ¹³⁷Cs при перемещении пикселя 3×3×5 мм сцинтиллятора GAGG в три соседние ячейки в напечатанной структуре из композитного материала полимер/TiO₂ (три ячейки). Для сравнения приведен амплитудный спектр того же источника, измеренный при тех же условиях с сцинтиллятором CsI:Tl с размерами: диаметр 25 мм, высота 25 мм.FIG. 4. Changing the position of the photo peaks when registering radiation of 662 keV of the ¹³⁷ Cs source while moving a 3 × 3 × 5 mm pixel of the GAGG scintillator into three adjacent cells in a printed structure of a polymer / TiO ₂ composite material (three cells). For comparison, the amplitude spectrum of the same source is measured under the same conditions with a CsI: Tl scintillator with dimensions: diameter 25 mm, height 25 mm.

Фиг. 5. Изменение положения фото-пиков при регистрации излучения 662 кэВ источника ¹³⁷Cs при перемещении пикселя 3×3×5 мм сцинтиллятора В GO в три соседние ячейки в напечатанной структуре из композитного материала полимер/TiO₂ (три ячейки). Для сравнения приведен амплитудный спектр того же источника, измеренный при тех же условиях с сцинтиллятором CsI:Tl с размерами: диаметр 25 мм, высота 25 мм.FIG. 5. Changing the position of the photo peaks during registration of 662 keV radiation of a ¹³⁷ Cs source while moving a 3 × 3 × 5 mm pixel of the B GO scintillator into three adjacent cells in a printed structure of a polymer / TiO ₂ composite material (three cells). For comparison, the amplitude spectrum of the same source is measured under the same conditions with a CsI: Tl scintillator with dimensions: diameter 25 mm, height 25 mm.

Фиг. 6. Примеры возможных конфигураций отражающих поверхностей, (а, б), трехмерные модели.FIG. 6. Examples of possible configurations of reflective surfaces, (a, b), three-dimensional models.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:The invention is illustrated by the following examples:

Пример 1.Example 1

Отражатели для матрицы из сцинтилляционных элементов 2×2 шт получают методом стереолитографической трехмерной печати из исходной смеси на основе УФ-фотоотверждаемой смолы с добавлением высокодисперсного порошка диоксида титана. Схема отражающей поверхности приведена на Фиг. 1. В качестве основы используют фотосмолу марки PR48 Standard Clear (Colorado Photopolymer Solution). Эта смола обладает типичным для стереолитографии сочетанием характеристик: текучестью, укрывистостью в жидком виде, фотополимеризуемостью, прочностью и одновременно гибкостью в отвержденном виде. Фотосмола PR48 имеет открытый состав [Adzima В. 2015 The Ember Printer: An Open Platform for Software, Hardware, and Materials Development Redondo Beach, CA: uv.ev WEST Conference], и представляет собой смесь известных коммерчески доступных мономеров и олигомеров акрилатной природы с добавлением УФ-фотоинициатора и УФ-сенсибилизатора. Для реализации примера может быть использована другая аналогичная смола. Смешение проводят при помощи механического перемешивающего устройства при одновременном вакуумировании. Содержание дисперсного наполнителя (TiO₂) составляет 10 вес. %. Состав в жидком виде имел динамическую вязкость менее 1 Па*с при 20°С.Reflectors for a matrix of scintillation elements 2 × 2 pcs are obtained by stereolithographic three-dimensional printing from the initial mixture based on UV photocurable resin with the addition of a finely divided titanium dioxide powder. A diagram of the reflective surface is shown in FIG. 1. The basis of the use of the resin brand PR48 Standard Clear (Colorado Photopolymer Solution). This resin has a combination of characteristics typical of stereolithography: fluidity, hiding power in liquid form, photopolymerizability, strength and at the same time flexibility in cured form. PR48 Photo Resin is an open-ended [Adzima B. 2015 The Ember Printer: An Open Platform for Software, Hardware, and Materials Development Redondo Beach, CA: uv.ev WEST Conference], and is a mixture of well-known commercially available acrylate monomers and oligomers with the addition of a UV photoinitiator and a UV sensitizer. To implement the example, another similar resin may be used. Mixing is carried out using a mechanical mixing device while evacuating. The content of particulate filler (TiO ₂ ) is 10 weight. % The composition in liquid form had a dynamic viscosity of less than 1 Pa * s at 20 ° C.

Формование проводят при помощи принтера трехмерной печати Ember (Autodesk). Отверждение слоя толщиной 50 мкм проводят при облучении светом с длиной волны 405 нм и удельной световой мощностью 20 мВт/см² в течение 10 секунд. Допустимо использование УФ излучения с другой длиной волны и/или другой удельной световой мощностью. Толщина отверждаемого слоя также может варьироваться. При большей удельной световой мощности УФ-источника (при использовании других моделей 3D принтеров), время засветки может быть существенно уменьшено с сохранением толщины слоя или же глубина засветки может быть увеличена с сохранением выбранного времени засветки. При трехмерной печати изготовляемая отражающая поверхность располагался вертикально. При таком способе 3D печати особенности текстуры поверхности (канавки или регулярная шероховатость) перпендикулярны главной оси сцинтилляционного элемента (Фиг. 2, Фиг 3а, Фиг 3б).Molding is carried out using an Ember 3D printer (Autodesk). The curing of the layer with a thickness of 50 μm is carried out by irradiation with light with a wavelength of 405 nm and a specific light power of 20 mW / cm ² for 10 seconds. It is permissible to use UV radiation with a different wavelength and / or other specific light power. The thickness of the curable layer may also vary. With a higher specific light power of the UV source (when using other models of 3D printers), the exposure time can be significantly reduced while maintaining the layer thickness, or the depth of exposure can be increased while maintaining the selected exposure time. When three-dimensional printing produced reflective surface was located vertically. With this 3D printing method, features of the surface texture (grooves or regular roughness) are perpendicular to the main axis of the scintillation element (Fig. 2, Fig 3a, Fig 3b).

Геометрические параметры отражающей поверхности составляют: размер ячейки - 3,2×3,2 мм, толщина внутренней стенки - 0,15 мм, толщина внешней стенки - 0,3 мм, высота - 10 мм, горизонтальные канавки с шагом 0,05 мм на стенках. На Фиг. 1а представлен эскиз отражателя. На Фиг. 2а и 3а приведены изображения полученной указанным способом боковой отражающей поверхности - фотография и сканирующая электронная микроскопия соответственно. Таким же образом была получена торцевая отражающая поверхность (Фиг. 1б, 2б). Торцевой отражатель представляет собой матрицу из правильных пирамидок 6*6 штук с размерами 0,4*0,4 мм и высотой 0,2 мм находящихся на общем основании с зазором 0,1 мм между соседними пирамидами. Данные матрицы были объединены в единую структуру комплиментарную с боковым отражателем с размерами 6,6*6,6*0,5 мм.The geometric parameters of the reflecting surface are: cell size - 3.2 × 3.2 mm, the thickness of the inner wall - 0.15 mm, the thickness of the outer wall - 0.3 mm, height - 10 mm, horizontal grooves in increments of 0.05 mm per the walls. In FIG. 1a shows a sketch of a reflector. In FIG. Figures 2a and 3a show images of the lateral reflecting surface obtained by the indicated method — photographs and scanning electron microscopy, respectively. In the same way, an end reflective surface was obtained (Fig. 1b, 2b). The end reflector is a matrix of regular pyramids of 6 * 6 pieces with dimensions of 0.4 * 0.4 mm and a height of 0.2 mm located on a common base with a gap of 0.1 mm between adjacent pyramids. These matrices were combined into a single complementary structure with a side reflector with dimensions of 6.6 * 6.6 * 0.5 mm.

Для измерения светового выхода (световыход) сцинтилляций от сцинтилляционного элемента с использованием отражателя используют типичный сцинтилляционный спектрометр в составе: ФЭУ марки PHILIPS ХР2062 с диапазоном спектральной чувствительности 290-650 нм и диаметром фотокатода 44 мм, высоковольтный источник, спектрометрический усилитель, многоканальный амплитудный анализатор. Для возбуждения сцинтилляций используют источник ¹³⁷Cs. В качестве сцинтилляционных материалов были выбраны кристаллы GAGG:Ce и BGO, получившие широкое распространение для изготовления пиксельных детекторов, применяемых в различных областях с применением ионизирующего излучения. Для оптического контакта между выходной кристаллической поверхностью 3×3 мм и окном фотоприемника используется иммерсионная жидкость производства Dow-Corning.To measure the light output (light output) of scintillations from a scintillation element using a reflector, a typical scintillation spectrometer is used consisting of: PMTs of the PHILIPS XP2062 brand with a spectral sensitivity range of 290-650 nm and a photocathode diameter of 44 mm, a high-voltage source, spectrometric amplifier, multi-channel amplitude analyzer. A source of ¹³⁷ Cs is used to excite scintillations. GAGG crystals: Ce and BGO were chosen as scintillation materials, which were widely used for the manufacture of pixel detectors used in various fields using ionizing radiation. For optical contact between the output crystalline surface of 3 × 3 mm and the photodetector window, a Dow-Corning immersion liquid is used.

Результаты измерения световыходов сцинтилляций сцинтилляционных элементов кристаллов GAGG:Ce и BGO, измеренных с использованием указанной отражающей поверхности, приведены в Таблице (строка 3). Для сравнения приведены результаты измерений световыходов тех же сцинтилляционных элементов без использования отражающей поверхности и с использованием оборачивания тефлоновой лентой, строки 1 и 2 соответственно. Можно видеть, что различие световыходов сцинтилляционного элемента GAGG:Ce с использованием тефлоновой ленты и отражающей поверхности в соответствие с данным примером различаются на 1%, что находится в пределах оцениваемой ошибки измерений.The measurement results of the scintillation light scintillation scintillation elements of the GAGG: Ce and BGO crystals, measured using the indicated reflective surface, are shown in the Table (line 3). For comparison, the results of measurements of the light outputs of the same scintillation elements without using a reflective surface and using teflon tape wrapping are shown, lines 1 and 2, respectively. It can be seen that the difference in the light outputs of the GAGG: Ce scintillation element using Teflon tape and reflective surface in accordance with this example differ by 1%, which is within the estimated measurement error.

Фиг. 4, 5 представлены результаты измерения световыходов сцинтилляций сцинтилляционных элементов из кристаллов GAGG:Ce и BGO, измеренных с использованием указанной отражающей поверхности при помещении одного и того же сцинтилляционного элемента в различные ячейки. Можно видеть, что положение фото-пика в шкале каналов амплитудного анализатора при этом остается неизменным, что говорит об однородности свойств отражающей поверхности от ячейки к ячейке.FIG. Figures 4 and 5 show the results of measuring the light scintillation scintillation scintillation elements from GAGG: Ce and BGO crystals, measured using the indicated reflective surface when placing the same scintillation element in different cells. It can be seen that the position of the photo peak in the channel scale of the amplitude analyzer remains unchanged, which indicates the uniformity of the properties of the reflecting surface from cell to cell.

Пример 2.Example 2

Боковую и торцевую отражающие поверхности получают способом, описанным в Примере 1. Отличие от Примера 1 состоит в расположении изготовляемой поверхности (аналогичной по форме и размерам); при трехмерной печати изготовляемый элемент поворачивают под углом 45° при сохранении вертикальности в плоскости печати. При таком способе 3D печати особенности структуры поверхности (канавки или регулярная шероховатость) также перпендикулярны главной оси отражателя, но сформированы из трехмерных пикселей (вокселей) другой ориентации.Side and end reflective surfaces are obtained by the method described in Example 1. The difference from Example 1 is the location of the manufactured surface (similar in shape and size); when three-dimensional printing, the manufactured element is rotated at an angle of 45 ° while maintaining verticality in the printing plane. With this method of 3D printing, features of the surface structure (grooves or regular roughness) are also perpendicular to the main axis of the reflector, but formed from three-dimensional pixels (voxels) of a different orientation.

Результаты измерения световыхода сцинтилляций сцинтилляционного элемента из сцинтиллятора GAGG:Ce приведены в Таблице, строка 4. Можно видеть, что измеренная величина световыхода не уступает данным, полученным с тефлоновой лентой.The results of measuring the scintillation light yield of the scintillation element from the GAGG: Ce scintillator are shown in the Table, line 4. It can be seen that the measured light output value is not inferior to the data obtained with the Teflon tape.

Пример 3.Example 3

В строках 5, 6 Таблицы приведены результаты измерения световыхода сцинтилляций сцинтилляционного элемента сцинтиллятора GAGG:Ce с использованием боковой отражающей поверхности из примера 1 и торцевой поверхности из примера 2. Измерения проведены в двух вариантах - с разворотом основной оси сцинтилляционного элемента на 180° относительно поверхности; можно видеть, что результаты измерений совпадают с точностью лучше, чем 1%.Rows 5, 6 of the Table show the results of measuring the scintillation light output of the scintillation element of the GAGG: Ce scintillator using the lateral reflective surface of Example 1 and the end surface of Example 2. The measurements were carried out in two versions - with the main axis of the scintillation element rotated 180 ° relative to the surface; you can see that the measurement results coincide with an accuracy better than 1%.

Пример 4.Example 4

Отражающие поверхности получают способом, описанным в Примере 2. Отличие от Примера 1 состоит в использовании другого пигмента - наноструктурированного диоксида циркония, стабилизированного 8 мол. % оксида иттрия. Содержание дисперсного наполнителя составляет 50 вес. %.Reflecting surfaces are obtained by the method described in Example 2. The difference from Example 1 is the use of another pigment - nanostructured zirconia stabilized with 8 mol. % yttrium oxide. The content of the particulate filler is 50 weight. %

Пример 5Example 5

Отражающие поверхности получают способом, описанным в Примере 1. Отличие от Примера 1 состоит в расположении изготовляемого отражателя (аналогичного по форме и размерам) в момент печати: при трехмерной печати изготовляемый отражатель поворачивают по условной оси [110] таким образом, чтобы формируемые особенности структуры поверхности (канавки или регулярная шероховатость) были расположены вдоль главной оси отражателя (Фиг. 3в, г). Результаты измерения световыхода сцинтилляций сцинтилляционного элемента из сцинтиллятора GAGG:Ce приведены в Таблице, строки 7 и 8. Можно видеть, что измеренная величина световыхода на 5% превышают значение, полученное с известным аналогом.Reflecting surfaces are obtained by the method described in Example 1. The difference from Example 1 is the location of the manufactured reflector (similar in shape and size) at the time of printing: in three-dimensional printing, the manufactured reflector is rotated along the conventional axis [110] so that the formed surface structure features (grooves or regular roughness) were located along the main axis of the reflector (Fig. 3c, d). The results of measuring the scintillation light yield of the scintillation element from the GAGG: Ce scintillator are shown in the Table, lines 7 and 8. It can be seen that the measured light output value is 5% higher than the value obtained with the known analogue.

Проведенные испытания отражающих поверхностей (Фиг. 4, 5 и Табл. 1), изготовленных по предложенному способу, и их сравнение с известными технологическими решениями показали, что полученные по предложенному способу отражающие поверхности для сцинтилляционных детекторов обеспечивают светосбор не хуже, чем широко используемый на сегодняшний день способ оборачивания тефлоновой лентой. Также они показали высокую воспроизводимость и однородность отражающих свойств при светосборе с одного сцинтилляционного элемента. И при этом предложенный способ изготовления отражающих поверхностей позволяет существенно упростить ее нанесение, в частности - сборку матрицы пиксельного сцинтилляционного детектора.Tests of reflective surfaces (Fig. 4, 5 and Table 1) made by the proposed method, and their comparison with known technological solutions showed that the reflective surfaces obtained by the proposed method for scintillation detectors provide a light collection not worse than that widely used today day way of wrapping with teflon tape. They also showed high reproducibility and uniformity of reflective properties during light collection from one scintillation element. And while the proposed method for the manufacture of reflective surfaces can significantly simplify its application, in particular - the Assembly of the matrix pixel scintillation detector.

Claims (4)

1. Способ изготовления отражающих поверхностей для сцинтилляционных элементов, включающий стадию приготовления исходной смеси, состоящей из полимерной основы и 0,1-90 вес. % порошкообразного пигмента, а также последующую стадию формования отражающей поверхности, осуществляемую методом трехмерной печати, в результате которой исходная смесь преобразуется в изделие из композитного светоотражающего материала, форма и размер которого позволяют совмещать две и более поверхности указанного изделия с двумя и более поверхностями одного или более сцинтилляционного элемента.1. A method of manufacturing reflective surfaces for scintillation elements, comprising the stage of preparation of the initial mixture, consisting of a polymer base and 0.1-90 weight. % powder pigment, as well as the subsequent stage of forming the reflective surface, carried out by three-dimensional printing, as a result of which the initial mixture is converted into a product of composite reflective material, the shape and size of which allow two or more surfaces of the specified product to be combined with two or more surfaces of one or more scintillation element. 2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве порошкообразного пигмента предпочтительно используют диоксид титана или стабилизированный диоксид циркония.2. The method according to p. 1, characterized in that the titanium dioxide or stabilized zirconia are preferably used as the powder pigment. 3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве полимерной основы предпочтительно, используются акрилатные полимеры.3. The method according to p. 1, characterized in that as the polymer base is preferably used acrylate polymers. 4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве метода формования, предпочтительно используется стереолитография.4. The method of claim 1, wherein stereolithography is preferably used as the molding method.

Images