CS264067B1 - Rizebíratclná ng.pule pro pěstování krystalů jodidů rtutí z plynná fáze - Google Patents

Abstract

Ha aplikaci ionizujícího záření v lékařství, při ochraně životního prostředí a podobně jsou kladeny zvýšené požadavky především na detektory s reprodukovatelnými špičkovými parametry. Tyto požadavky splňují detektory vyráběná z krystalů Jodidu rtutnatebo pěstovaných v předem určená krystalografické orientaci a v přímo požadovaném tvaru. Rozebíratelná ampule pro pěstování kry3- <} talů jodidů rtuti z plynné fáze tvořená dvěma destičkami obdélníkového tvaru, jejichž vzájemná poloha a vzdálenost je i vymezena tvarovaným distančním rámečkem, 4 přitom po vnějším obvodu je umístěn spojovací rámeček, zajištuje vedle vypěstování krystalu zadaného tvaru také snadné vyjmutí tohoto krystalu z ampule, aniž by došlo ke kvalitnímu degradování objemu nebo povrchu funkčně významných ploch. Uvedeným řeiíením je zajištěna vysoká re produkov i11 o 1 no 31 vypěn továných krystalů i několikeré použití ‘■éúe ttmpule. Použití XOSnbíratelné ampule bylo v praxi úspěšně odzkoijúeno v případě morjokryotalň jodidu riutného a joJiau rtutné ho.

Description

Vynález se týká speciální rozebíratelné ampule pro pěstování krystalů jodidů rtuti z plynné fáze»

Využití jaderné energie a radioizotopů nachází v praxi stále širší uplatnění, čímž je na druhé straně vyvolána úměrně rostoucí potřeba detektorů ionizujícího záření. Nároky na jejich parametry přitom neustále vzrůstají, zejména v oblasti aplikací v lékařství, při ochraně životního prostředí, bezpečnosti práce a podobně. Mezi nejvýánamnější detektory patří detektory krystalové, z nichž nejdůležitější jsou scintilační a vodivostmi.

Hlavními představiteli detekčních krystalů vodivostního typu jsou v současné době germániua, křemík, telurid kademnatý a tetragonální modifikace jodidu rtutnatého. Přes veškeré výhody germánia a křemíku se současně projevuje i jejich praktická nevýhody spočívající v nutnosti jejich ochlazení. U ostatních dvou typů krystalů tato nevýhoda odpadá. Nejen z tohoto důvodu, ale i pro ostatní fyzikální vlastnosti, patří mezi nejperspektivnější detektory ionizujícího záření právě jodid rtuinatý.

V praxi se však ukazuje, že kvalita detektorů na bázi jodidu rtuinatého je značně závislá na způsobu pěstování vlastního krystalu, na způsobu připojování elektrod a na jeho opracování i na celé řadě dalších technologieiých operací spojených s jeho přípravou. Z tohoto důvodu nejsou jeho technické parametry snadno reprodukovatelné. Přes všechny vynikající teoretické předpoklady, dává proto praxe zatím přednost detektorům vyrobeným z jiných materiálů s horšími, avšak lépe reprodukovatelnými vlastnostmi.

' i' (

Podobné problémy nastávají i v případě monokrystalů jodidu rtuínatého (HggJg)· ^to v současné době jeden z vysoce perspektivních materiálů v oblasti rychle se rozvíjejícího oboru opto- 2 - 264 067 elektroniky, zejména pro svůj vysoký index lomu, vysoký dvojlom, širokou oblast optické propustnosti, nízkou rychlost Síření elastických vln, vysoké hodnoty koeficientů akustooptické interakce a jiných fyzikálních vlastností·

Určité zlepšení představuje známé řešení, které určuje růst krystalu jodidu rtutnatého v předem určené krystalografické orientaci, která je pro vlastní funkci detektoru nejvýhodnější, a navíc roste krystal přímo v zadaném tvaru. Tímto způsobem jo tedy odstraněíux nutnost krystal opracovávat, respektive upravovat mechanicky jeho funkční plochy určená pro nanášení, případně připojování elektrod. Jo to zatím jediná známá cesta k získání detekčních elementů z jodidu rtutnatého žádané krystalografické orientace s reprcdukovatelně. optimálními parametry. Pro uvedený způsob pěstování je známa rovněž speciální ampule, tvořená třeni úseky. První úsek je určen pro krystalový zárodek, ve druhém úseku narůstá vlastní krystal a ve třetím úseku je umístěna surovina. Z hlediska pěstovaného krystalu je nejdůležitější úsek dvě této ampule, ktoxý má tvar hranolu, přičemž poměr jeho tloušťky a šířky je 1 : 200 a délka úseku je v rozmezí 3 mm až 200 mm. Rozměry a tavr druhého úseku ampule vymezuje zadaný geometrický tvar pro rostoucí krystal.

Vypěstovaný krystal je nutno z ampule vyjmout, což se dosud provádí bud'odleptáním skleněné ampule, nebo jojím rozříznutím, x&příklad diamantovou pilou. Oba způsoby jcou však stále zdrojem degradace kvality vypěstovaného krystalu a nejsou zdaleka optimální. Při doleptάνάηί ampule.může dojít jednak k chemickému.poškození krystalu, zejména .jeho ilolhnícUploch a jshnok k dióůor nežádoucích látek tío krystalu, což negativně ovlivňuje jeho jy- 3 - 264 067 zikální vlastnosti. V průběhu řezání ampule, například diamantovou pilou, na druhé straně dochází k mechanickému narušení povrchu i objemu krystalu. Jedná se totiž o materiál vrstvené struktury s velmi slabými vazbami, což má za následek velmi malou odolnost k mechanickému namáhání.

Uvedené nedostatky odstraňuje použití rozebíratelné ampule podle vynálezu, jehož podstatou je, že ampule je tvořena dvěma destičkami ve tvaru obdélníka, přitom prostor mezi destičkami, to je jejich vzájemná polohy a vzdálenost, je vymezena vloženým distančním rámečkem a po vnějším obvodu destiček je umístěn spojovací rámeček. Distanční rámeček svým tvarem vymezuj® rovněž dílčí prostor, například ve tvaru jehlanu nebo kužele s obdélníkovým nebo elipsovitým průřezem, který je alespoň v jednom místě seškrcen, případně prostor mezi destičkami může být ještě pomocí přepážek rozdělen nejméně na dva dílčí menší prostory.

Rozebíratelná ampule je řešena stavebnicovým způsobem z jednotlivých nezávislých dílů. Distanční rámeček působí zároveň ve funkci těsnění a svým tvarem spolu s destičkami vhodně vymezuje geometrický tvar vnitřního prostoru ampule, čímž je vymezen zadaný tvar a rozměry vypěstovaného krystalu. Rozebíratelná ampule umožňuje vyjmout vypěstovaný krystal, aniž by byl jeho objem nebo povrch funkčně významných ploch kvalitativně degradován. Rovněž poskytuje záruku dokonalostí předem zadaného tvaru pěstovaného krystalu a hladkosti, popřípadě planparalelnosti funkčních ploch bez nutnosti dodatečného opracování. Rovněž je zajištěna i vysoká reprodukovatelnost výroby. V neposlední řadě je to také několikanásobné použití jediné ampule, což celý proces pěstování zlevňuje a urychluj®.

264 067

Na přiložených výkresech je schematicky znázorněno uspořádání rozebíratelná ampule podle vynálezu. Obr. 1 znázorňuje uspořádání rozebíratelné' ampule v bočním pohledu, obr· 2 znázorňuje uspořádání rozebíratelná ampule při pohledu shora.

Na obr. 1 je znázorněna rozebíratelná ampule, která j© tvořena dvěma destičkami i a 2 obdélníkového tvaru, vnitřní prostor 2 mezi destičkami 1, 2 j© vymezen distančním rámečkem Distanční rámeček 1 vymezuje rovněž dílčí prostor 6 ve tvaru jehlanu. Spojovací rámeček Ď® umístěn po vnějším obvodu destiček 1 a 2a Vnitřní prostor J, můŽo být případně alternativně rozdělen přepážkami J na dílčí menší prostory.

Na obr. 2 je ueeden pohled na rozebíratelnou ampuli podl© vynálezu shora, který ukazuje, že vnitřní prostor je vymezen vloženým distančním rámečkem 4 a vnější obvod celého uspořádání je obklopen .cpojovc.cím rámečkem j?· Vo vnitřním .prostoru £ jsou dále umístěny tři přepážky 2, které ukazují možné rozdělení vnitřního prostoru Ji «a menší dílčí prostory.

Distanční rámeček J-> destičky 1, 2 a spojovací rámeček J5 mohou být Vyrobeny ze skla, křemene, korundu, teflonu, silikonového kaučuku a podobně. Vnitřní prostor J rozebíratelné ampule se skládá ze tři geometricky i funkčně odlišných úseků.

V prvním dílčím úseku 6, který má tvar jehlanu nebo kužel© s obdélníkovým nebo elipsovitým průřezem, ktorý můžo být případně seškrcen za účelem eliminace parazitních krystalů, začíná krystal narůstat, n«bo je v něm umístěn krystalový zárodek. Navazující druhý úsek má tvar hranolu a je určen pro růst vlastní pr^k-.·. ticky využitelné části krystalu a může být alternativně rozděl <r.i přepážkami 2· ^a tímto úsekem třetí dílčí úsok, ktoxý .

elotJŽÍ pro wsístění suroviny. Údek pro w^ístění suroviny jo r.’.

- 5 - 264 C67 opačném konci než dílčí úsek 6 pro krystalový zárodek a j©ho vnitřní objem je minimálně tak velký, aby do něj bylo možná umístit potřebná množství suroviny· Geometrický tvar tohoto úseku je z hlediska předmětu vynálezu nepodstatný·

Odzkoušení rozebíratelné ampule podl© vynálezu bylo úspěšně provedeno v následujících příkladech·

Rozebíratelná ampule ve tvaru hranolu byla tvořena dvěma skleněrými, křemennými nebo korundovými destičkami X, 2 tvaru obdélníka o šíře© 10 ma až 100 mm a dále® 30 cm až 150 mm, jejichž vr-ájc-mná poloha a vzdálenost byly vymezeny distančním rámečkem £ z teflonu nebo silikonového kaučuku 'o tlouětce 1 mm až 10 cm· Vnitřní prostor 3 ampule byl v jednom směru vymezen vzdálenosti obou destiček 1, .2 a v kolmém směru na tento směr, pak výřezem v distančním rámečku, který byl tvořen třemi úseky· Úsek 6 pro *

zem o celkové.dálce úseku 5 mm až 30 mm, přičemž byl na jednom místě seškrcen na šířku 1 mm až 5 mm. Úsek pro vlastní funkční část krystalu vymezoval tvar hranolu s poměrem tlouštky a šířky 1 : 100 a délce 20 mm až 60 mm. Úsek pro umístění suroviny vymezoval rovněž tvar hranolu o dálce 50 mm až 180 mm· Ha distanční rámeček jk byly destičky X, 2 z obou stran přiloženy a sevřeny po celám obvodě teflonovým nebo křemenným spojovacím rámečkem J5. Vnitřní povrch r.hpule byl alternativně opatřen vrčivou pyro.lii.ie~ kího grafitu nebo teflonu· Po vypěstování kry^oalů jodidu rtvtnatálxo byly ampule snadno rozebrány a krystaly vyjmuty, ani..“ by·· tyly jejich funkční plochy nebo objem jakkoliv narušeny·

V© druhhn píípadě byla použita steji-á ampule,· její v J . pj-ostoi' 2 tyl v Iv-via rohtonoího krystalif. ; vvUcuěh ·. ··» nebo přc-páíkani 7 nsjmér.S na dva dílčí v · i i

264 067 prostory tak, že na konci výrobního cyklu byly po rozebrání ampule získány nejméně dva kusy krystalů jodidu rtutného v za· daném tvaru a rozměrech.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VXNÁLEZU

   1. Rozebíratelná ampule pro pěstování krystalů jodidů rtuti z plynné fáze, vyznačující se tím, že je tvořena dvěma destičkami (l,2) obdélníkového tvaru, přitom vnitřní prostor (3) mezi destičkami (1,2), to je jejich vzájemná poloha a vzdálenost, j© vymezen vloženým distančním rámečkem (4) a po vnějSím obvodu destiček (1,2) je umístěn spojovací rámeček (5)·
2. 2. Rozebíratelná ampule podle bodu 1, vyznačující se tím, že distanční rámeček (4) vymezuj© svým tvarem dílčí prostor (6), například v© tvaru jehlanu nebo kužel© s obdélníkovým nebo elipsovitým průřezem, který je alespoň v jednom místě seškrcen.
3. 3# Rozebíratelná ampule podle bodu 1 a 2, vyznačující se tím,

   Že vnitřní prostor (3) je rozdělen dalšími přepážkami (7) nejméně na dva dílčí prostory.