Реєстраційний номер
0226U004504,
(0125U003423)
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
3D-друк детекторів частинок на основі пластикових сцинтиляторів.
Назва етапу роботи
Дослідження 3D надрукованих зразків методами FIM та FDM, для вирішення задач нових експериментів.
Керівник роботи
Бояринцев Андрій Юрійович, Доктор технічних наук
Дата реєстрації
16-09-2026
Організація виконавець
Інститут сцинтиляційних матеріалів Національної академії наук України
Опис роботи
Підготовка технології FIM до масового виробництва майбутніх детекторів частинок на основі сцинтиляторів.
Опис етапу
У роботі були розроблені філаменти різного функціонального призначення (світловідбиваючі, сцинтиляційні та поглинаючі) для 3D-друку детекторів іонізуючих випромінювань. На основі розроблених філаментів було 3D-надруковано дослідні зразки та проведено їх дослідження. Розроблено світловідбиваючі філаменти на основі полікарбонату (ПК) та поліметилметакрилату (ПММА) із світловідбиваючими добавками, такими як діоксид титану (TiO2) і політетрафторетилен (ПТФЕ). Оптичні вимірювання показали, що для філаментів на основі ПК оптимальний склад складався з TiO2 (10%) + ПТФЕ (5%), що забезпечував на довжині хвилі 420 нм відбивну здатність 85,5% та пропускання до 0,04% для зразка товщиною 1,0 мм. Для філаментів на основі ПММА з 15% TiO2 було отримано відбивну здатність 92,0% для зразка товщиною 0,2 мм. Додавання ПТФЕ до ПММА не покращило характеристики, ймовірно, через менший коефіцієнт поглинання світла та вищу прозорість матриці ПММА. У таких оптично прозорих середовищах багатокомпонентні поєднання можуть не дати додаткової переваги, хоча цей результат також може залежати від конкретних умов 3D-друку та параметрів обробки. Додаткові вимірювання були отримані шляхом впливу космічних променів на прототипи пластикових сцинтиляторів (SuperLayers та SuperCube), надруковані на 3D-принтері. Світловідбивачі на основі як ПММА, так і ПК продемонстрували чудову оптичну ізоляцію, із середнім рівнем перехресних світлових перешкод між кубами нижче 1%. Сцинтиляційні філаменти, придатні для FDM-друку, були успішно виготовлені шляхом екструзії з комерційних гранул полістиролу та досліджені на радіаційну стійкість. 3D-надруковані сцинтилятори з полістиролу продемонстрували радіаційну стійкість не нижчу, ніж у класичних сцинтиляторах на основі полістиролу. Додавання 3HF підвищує радіаційну стійкість до оціночних значень D1/2 ~16,4 Мрад. Для створення філаменту з введеними нейтрон-чутливими добавками було відпрацьовано методику синтезу боровмісної органіки.
Опис продукції
Автори роботи
Караваєва Наталія Леонідівна
Креч Антон Владиславович
Сібілєва Тетяна Григорівна
Бояринцев Андрій Юрійович
Додано/оновлено в НРАТ
2026-09-16
