一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法与流程

本发明属于电离辐射测量，具体涉及一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法。

背景技术：

1、放射性核素的β衰变是一个连续谱，因此无法通过特征能量来区分核素种类。对于需要在混合样品中区分不同核素及其含量测量是无法实现的。目前对于β射线的测量手段主要依靠流气式电离室、塑料闪烁体等探测器进行测量，获得的结果只是总β计数，探测装置使用的校准系数仅为特定核素的校准系数，因此给出的测量结果为等效核素活度信息。

2、在核电及核工业现场气体辐射监测领域，通常需要在混合气体源项条件下进行特定核素活度浓度测量，以便于对工艺系统进行安全评估。混合源项包括kr-85、xe-133、h-3、c-14等，目前的监测方法无法实现该测量目的。

3、塑料闪烁体是一种良好的β射线探测元件，其探测效率高、不受温度、湿度条件的影响。同时其可以制作成非常薄的外形，因此可以在测量β射线的同时，尽可能降低γ射线的干扰。其测量原理是：射线能量沉积在闪烁体中，闪烁体会发射闪烁光，其闪烁光频率代表了射线的能量，其闪烁光计数率代表了射线的强度。电离室、g-m管等其他类型探测器仅能够测量总射线强度信息，无法分辨能量信息。

4、塑料闪烁体在使用的时候，需要在其前端做避光和反光处理，才能够正常进行β射线的测量，否则可见光会影响后端光电转换器件的正常工作。目前常用的避光膜为铝箔或镀铝麦拉膜。对于铝箔来说其厚度在1μm～10μm之间，无法做的更薄。镀铝麦拉膜的厚度在100nm左右，且因工艺难度大导致其厚度不够稳定，单层麦拉膜通常无法实现避光的效果，需要使用多层结构。麦拉膜还有一个大的缺陷是在进行贴合的过程中，稍有不慎就会有褶皱，这种褶皱就会造成漏光。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法，利用无电沉积技术对塑料闪烁体表面进行镀膜，实现金属膜的厚度精确控制的目的。金属镍具有良好的可见光漫散射特性，且在镀膜过程中不易被空气氧化，因此本发明利用镍溶液的无电沉积技术，在塑料闪烁体表面实现致密且厚度精确控制的镀膜技术方法。金属镍镀膜厚度范围在2nm～10μm，厚度误差在±20％。

2、本发明的技术方案如下：一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法，包括如下步骤：

3、步骤1：利用超声配合清洗溶液对塑料闪烁体进行清洁；

4、步骤2：利用氧等离子体对闪烁体表面进行亲水性处理；

5、步骤3：利用四氯钯酸根对表面进行吸附处理，完成有机分子层的表面修饰；

6、步骤4：在温度控制条件下，使用专用配比溶液对塑料闪烁体表面进行镍溶液无电沉积。

7、所述的步骤1中对塑料闪烁体基片依次用丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗。

8、所述的步骤1中超声清洗的是时间为5-15分钟。

9、所述的步骤1中超声清洗后用氮气常温吹干待用。

10、所述的步骤2中对清洗后的闪烁体基片在等离子体清洗机设备中的真空腔室中进行氧等离子体表面亲水性处理。

11、所述的步骤2中等离子体清洗机设备功率调整至65w±2w，等离子体处理时间10-15min。

12、所述的步骤3中将处理好的闪烁体基片放入浓度为5mm的3-丙基三乙氧基甲硅烷胺乙醇溶液0.1-2mm中，浸泡2-3小时。

13、所述的步骤3中完成后从溶液中取出，用去无水乙醇连续冲洗3-5遍，用氮气吹干待用。

14、所述的步骤4中将制备的闪烁体基底浸入化学镀镍溶液中，在30℃±0.5℃的恒温水浴锅中进行反应，反应时间为5～60分钟，反应后用去离子水充分清洗，再氮气吹干。

15、所述的步骤4中化学镀镍溶液具体包括：

16、1#溶液：20-50mg/ml六水合硫酸镍溶液，5-20mg/ml柠檬酸钠，10mg/ml乳酸；

17、2#溶液：0.5-3mg/ml二甲基胺硼烷；

18、根据镀膜厚度要求，按照式(1)选择反应时间；

19、y＝0.9712×e0.1544x       (1)

20、式中：y为镀膜厚度，x为镀膜时间。

21、本发明的有益效果在于：本发明可以在塑料闪烁体表面直接进行镀膜，实现了绝对避光的同时，金属镀膜厚度最薄可以做到2nm，精度±20％以内。因此可以利用多个不同镀膜厚度探测器，实现β射线能量的选择，进而利用差分测量原理实现混合核素的活度测量。

技术特征：

1.一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法，其特征在于：所述的步骤1中对塑料闪烁体基片依次用丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗。

3.如权利要求1所述的一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法，其特征在于：所述的步骤1中超声清洗的是时间为5-15分钟。

4.如权利要求2或3所述的一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法，其特征在于：所述的步骤1中超声清洗后用氮气常温吹干待用。

5.如权利要求1所述的一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法，其特征在于：所述的步骤2中对清洗后的闪烁体基片在等离子体清洗机设备中的真空腔室中进行氧等离子体表面亲水性处理。

6.如权利要求5所述的一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法，其特征在于：所述的步骤2中等离子体清洗机设备功率调整至65w±2w，等离子体处理时间10-15min。

7.如权利要求1所述的一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法，其特征在于：所述的步骤3中将处理好的闪烁体基片放入浓度为5mm的3-丙基三乙氧基甲硅烷胺乙醇溶液0.1-2mm中，浸泡2-3小时。

8.如权利要求7所述的一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法，其特征在于：所述的步骤3中完成后从溶液中取出，用去无水乙醇连续冲洗3-5遍，用氮气吹干待用。

9.如权利要求1所述的一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法，其特征在于：所述的步骤4中将制备的闪烁体基底浸入化学镀镍溶液中，在30℃±0.5℃的恒温水浴锅中进行反应，反应时间为5～60分钟，反应后用去离子水充分清洗，再氮气吹干。

10.如权利要求1所述的一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法，其特征在于：所述的步骤4中化学镀镍溶液具体包括：

技术总结本发明属于电离辐射测量技术领域，具体涉及一种塑料闪烁体避光膜镀膜方法。包括如下步骤：步骤1：利用超声配合清洗溶液对塑料闪烁体进行清洁；步骤2：利用氧等离子体对闪烁体表面进行亲水性处理；步骤3：利用四氯钯酸根对表面进行吸附处理，完成有机分子层的表面修饰；步骤4：在温度控制条件下，使用专用配比溶液对塑料闪烁体表面进行镍溶液无电沉积。本发明的有益效果在于：可以在塑料闪烁体表面直接进行镀膜，实现了绝对避光的同时，金属镀膜厚度最薄可以做到2nm，精度±20％以内。因此可以利用多个不同镀膜厚度探测器，实现β射线能量的选择，进而利用差分测量原理实现混合核素的活度测量。技术研发人员：苑鹏程,王宇,马仕洪,乔思豫,平建晓,何李源,喻本松受保护的技术使用者：三门核电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1