DE1645215A1 - Plastische Szintillatoren - Google Patents

Description

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CHEMISCHE FABRIK

DARMSTADT

Pat. Dr.B/Ert/9

Plastisohe Szintillatoren

Es ist bekannt, plastisohe Szintillatoren derart herzustellen, daß vinylaromatische Verbindungen, in denen Szintillationssubstanzen, gegebenenfalls zusätzlich sogenannte Wellensehieber, aufgelöst sind, zu Folien, Platten oder Blöcken polymerisiert werden. Beispiele solcher vinylaromatischer Verbindungen sind Styrol, p-Vinyltoluol, Vlnylxylole, p-Vinyldiphenyl und Viny!naphthalin. Polystyrol als festes Lösungsmittel für Szintillationssubstanzen, wie Anthracen, Stilben, p-Terphen/l, ergibt Szintillatoren, die hinsichtlich der Konstans der Zählausbeute unbefriedigend sind. - Allen hinsichtlich der Zählausbeute günstigen vinylaromatischen Verbindungen ist gemein» sam, daß sie nur langsam polymerisieren, die Szintillatoren also schwierig herzustellen sind^ daß die Polymerisat eine hohe Korrosionsspannung aufweisen,? cL tu gegen RißfeiMung anfällig sind, und daß sie wegen ihrer mechanisch®:· Eigen»" schäften schlecht bearbeitbar sind* - In ä<sn m@isb.aiiisehen Eigenschaften, der Eigenfarbe, der Witterungsbesfcänäigkeit und der Herstellbarkeit sehr viel günstigere Polymerisate, z. B. Polymethylmethacrylat, sind für den in Präge stehenden Zweok unbrauchbar, da die mit Szintillatoren auf der Basis solcher Polymerisate erzielbaren Zählausbeuten völlig unbefriedigend sind· Die Tatsache, daß es nur plastische Szintillatoren gibt, deren Kunststoffkomponenten im wesentlichen Homopolymerisate vinylaromatischer Verbindungen sind, deckt sich mit der Meinung der Fachwelt« daß die In der Herstellbarkeit und In den mechanischen Eigenschaften vorteil« hafteren Kunststoffe für den in Frage stehenden Zweok nicht verwendbar sind«

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Es wurde gefunden, daß sich plastische Szintillatoren herstellen lassen, die praktisch die gleichen Zählausbeuten wie die mit Polyvinyltoluol»Szintillatoren erzielten Ausbeuten aufweisen, jenen aber hinsichtlich Herstellbarkeit, mechanischer Eigenschaften und Alterungsverhalten weit überlegen sind, wenn p-Vinyltoluol und Methylmethacrylat im Verhältnis 50 s 50 bis 80 : 20 in Gegenwart von an sich bekannten Szintillationssubstanzen und gegebenenfalls Wellenschiebern unter der Einwirkung radikalischer Beschleuniger und unter Ausschluß von Sauerstoff misehpolymerisiert werden. Mit besonderem Vorteil wird die Polymerisation durch Wahl an sich bekannter Bedingungen* wie Beschleuniger, Polymerisationstemperatur und -dauer und anschließendes Tempern, so geleitet, daß der Restmonomer engehalt des Mischpolymerisats weniger als 1 % aus-. macht* Mischpolymerisate der erfindungsgemäßen Art zeichnen sich durch glasklare Durchsicht aus. Die Polymerisation des Monoraereiigeniisohes verläuft unter der Einwirkung an sich be- iramitBr Beschleuniger rasch· Durch einen anschließenden Temperi*r .aeB* E* E, durch 24-stündiges Erhitzen der zwischen Glasscheiben polymerisieren Platte auf 100° C, wird der Restmono-

lt unter den genannten Grenzwert gesenkt, wodurch besonders gu^e Zählausbeuten erhalten werden«

Szintillatoren der erfindungsgemäß hergestellten Art eignen sich zum Nachweis von α«, ß-, Röntgen-, IT- und schnellen Neutronenstrahlen· Dabei verdient hervorgehoben zu werden, daß eine Strahlung von z. B. einer Cs-137-Quelle Lichtblitze hoher Intensität auslöst - entgegen der Erwartung, daß Szin- _s tillatoren, deren Kunststoffbasis zu einem erhebliohen Teil aus einem nicht vinylaromatischen Monomeren aufgebaut ist, gerade beim Auftreffen solcher Strahlen sohleohte^ Zählausbeuten ergeben würden·

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Beispielt

100 g Methacrylsäuremethylester und 100 g Vinyltoluol werden in einer Glasform gemischt und mit Kohlensäure und Stickstoff luftfrei gespült. Man fügt 4 g 2-Phenyl-5-(4-biphenylyl)-1,2,4-oxadiazol = PBD und 0,1 g 2,2^f-p-Phenylenbis(5-phenyloxazol) = POPOP sowie 0,1 g Azodiisobuttersäuredinitril su und spült nochmals mit Stickstoff durch.

Das Gefäß wird gut verschlossen und der Inhalt durch Einstellen in das Wasserbad bei 4o° C polymerisiert. Nach 100 Stunden er- m höht man die Temperatur auf 50° C und tempert 24 Stunden bei

Die Zählausbeute, gemessen an Proben identischer Geometrie ohne Reflektor mittels eines RCA-6655-Sekundärelektronenvervielfachers und einer Cs-137-Strahlenquelle, beträgt 96 %, bezogen auf den handelsüblichen Szintillator NE-102 A (Nuclear Enterprises), dessen Zählausbeute mit 100 % eingesetzt wurde. Der angegebene Wert von 96 % ist der Mittelwert aus sechs Messungen. Der Unterschied von 4 % liegt, wie dem Fachmann geläufig ist, innerhalb der gegebenen Fehlergrenze.

Bei gleich gutem Gebrauchswert ist der erfindungsgemäS hergestellte dem bekannten Szintillator hinsichtlich der in der Beschreibung bereits erwähnten Eigenschaften deutlich überlegen·

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Claims (1)

*tOHM*HAA6 niuisOhi ρα·*ι*« - 4 - DARM8TADT !6.5213 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung plastischer Szintillatoren durch Polymerisieren einer vinylaromatischen Verbindung, in der S zintlllationssubs tanzen und gegebenenfalls Well ens ohieber aufgelöst sind, unter der Einwirkung von Beschleunigern,

dadurch gekennzeichnet,

daß p-Vinyltoluol und Methylmethacrylat im Verhältnis von 30 ι 50 bis 80 t 20 Gew.-#" unter Ausschluß von Luftsauerstoff mlsohpolymerisiert werden.

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation durch Wahl an sich bekannter Bedingungen so geleitet wird, daß der Restmonomerengehalt des Mischpolymerisats weniger als 1 % ausmacht.

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