сцинтилляционный детектор

Формула изобретения

СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ДЕТЕКТОР, содержащий сцинтиллятор, контейнер, выходное окно, кольцевой элемент и центрирующий кристалл в контейнере, отличающийся тем, что, с целью увеличения световыхода, кольцевой элемент выполнен в выходном окне со стороны, обращенной к сцинтиллятору.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к сцинтилляционной технике и может быть использовано при создании конструкций детекторов на базе сцинтилляционных кристаллов, в частности при разработке конструкции их выходных окон.

Известен сцинтилляционный детектор, цилиндрический кристалл которого зафиксирован внутри контейнера от радиальных перемещений посредством кольца из фторопласта. Такое кольцо располагается в зазоре между контейнером и кристаллом, представляет собой монолитную деталь и сопрягается с контейнером и кристаллом без зазора [1].

Недостатком такого детектора является то, что кольцо на фторопласта имеет неудовлетворительные светоотражающие свойства и является ограничивающим световыход детектора элементом.

Наиболее близким к изобретению является детектор с цилиндрическим сцинтиллятором, заключенным в металлический контейнер, и у которого также предусмотрены специальные, центрирующие кристалл в контейнере элементы [2].

Диск выходного окна у такого детектора со стороны сопряжения с кристаллом выполнен плоским, а по контуру в области сопряжения с контейнером имеет цилиндрическую, переходящую в конус поверхность. Противоположная сопряжению с кристаллом поверхность диска выходного окна выполнена также плоской и параллельной поверхности упомянутого сопряжения.

Недостатком известного устройства является то, что, с одной стороны, светоотражающие свойства центрирующего кольца из комкующегося фторопласта ниже светоотражающей способности уплотненного порошка остальной части светоотражающей оболочки, а, с другой стороны, недостаточна прочность центрирующего элемента. Кроме того, центрирующее кольцо не используется в качестве осевого упора для кристалла. Это приводит к тому, что осевые нагрузки переносятся на диск выходного окна детектора и по этой причине он имеет значительную толщину, а отсюда - и повышенные светопотери.

Целью изобретения является повышение световыхода детектора.

Это достигается тем, что в сцинтилляционном детекторе, содержащем сцинтиллятор, контейнер, выходное окно и кольцевой элемент, центрирующий кристалл внутри контейнера, указанный элемент выполнен в выходном окне со стороны, обращенной к сцинтиллятору.

На чертеже представлен осевой разрез части сцинтилляционного детектора со стороны его выходного окна.

П р и м е р. В основе детектора предлагаемой конструкции лежит кристалл 1 цилиндрической формы, заключенный в металлический контейнер 2 с оптически прозрачным диском 3 выходного окна. Светоотражающая оболочка 4 кристалла 1 выполнена из уплотненного порошка, например окиси магния.

Диск 3 выходного окна со стороны кристалла 1 имеет центрирующий элемент 5 с конической центрирующей кристалл, а значит и сопрягающейся с ним поверхностью 6, которая является посадочным местом под кристалл, а поэтому последний имеет такой же формы торец, образованный путем снятия фаски 7. В остальном торец 8 кристалла 1 плоский, равно как и поверхность 9 диска 3 выходного окна, сопрягающаяся с ним. Между торцом кристалла и поверхностью диска выходного окна, а также между его посадочным местом под кристалл и фаской самого кристалла предусмотрен тепловой зазор, заполненный оптически прозрачным эластичным материалом, например силиконовым каучуком. С противоположной по отношению к элементу 5 стороны диска 3 выходного окна в периферийной его части также снята фаска 10, конусность которой равна конусности посадочного места 6 и фаски 7 на торце 8 кристалла. Такую же конусность имеет и поверхность 11 завальцованного края 12 контейнера 2.

В процессе сборки детектора диск 3 выходного окна монтируют в контейнер 2 после завальцовки края 12 через свободный торец контейнера со стороны входного окна детектора. Приклеивают диск 3 клеем молочно-белого цвета, устанавливая его, по отношению к контейнеру 2 и завальцованному краю 12. После закрепления диска выполняют оптическую связь кристалла с диском, формируют светоотражающую оболочку и собирают узел входного окна (на чертеже не показан) детектора.

Поскольку все поверхности 7, 6, 10 и 11 имеют параллельные образующие, то в собранном состоянии детектора, периферийная часть диска 3, в частности элемент 5 работает на упор, т.е. на сжатие и именно эта часть диска несет на себе осевую нагрузку. Отсюда средняя часть диска 3 от осевого давления в значительной степени разгружена и, следовательно, может быть выполнена с меньшей обычного толщиной. Это и позволяет выполнить элемент 5 на диске не за счет увеличения его толщины в данном месте, а наоборот, за счет выполнения выемки в средней части диска, а значит, за счет уменьшения его толщины на значительной площади.

Изготавливалось три детектора путем последовательной переупаковки одного и того же сцинтиллятора NaI(Тe) диаметром 30х70 мм в два контейнера, один из которых изготавливался по предложенному решению, а два - по аналогу и прототипу.(см.таблицу).

Выполнение в диске выходного окна центрирующего элемента определяет положение кристалла относительно диска и тем самым в значительной степени способствует сохранению их надежного оптического контакта в ходе эксплуатации изделия при повышении световыхода детектора.