Доведено, що неоднорідний, монотонно спадаючий розподіл виходу світла сцинтиляцій від одного торця довгомірного кристалу до іншого дозволяє створювати координатно-чутливі сцинтиляційні детектори. Установлено, що відтворення лінійного й експоненціального спадання світлового виходу вздовж детектора забезпечується за спеціальних умов збирання світла в сцинтиляторах, які визначаються структурною та оптичною досконалостями кристалів. Доведено, що координатне розділення позиційно-чутливих детекторів визначається енергетичним розділенням сцинтилятора та величиною неоднорідності розподілу світлового виходу вздовж детектора. Установлено, що у явному вигляді воно не залежить від відношення довжини кристала до величини його поперечного перетину. Визначено оптимальні умови існування позиційної чутливості у детекторах на основі монокристалу CsI(Tl). Вони відповідають відношенням довжини кристалу до величини його поперечного перетину від дев'яти до чотирнадцяти, постійним значенням величин енергетичного розділення та перепаду світлового виходу вздовж сцинтилятора від 100 % до 58 %. Установлено, що вплив на кристал механічних напруг зумовлює зміни параметрів позиційної чутливості. Визначено критичні умови пластичної деформації, перевищення яких виключає можливість існування позиційної чутливості. Визначено межі оптимальних значень концентрації активатора й однорідності його розподілу в монокристалах CsI(Tl) для досягнення відтворюваних умов заданого збирання світла у сцинтиляторах за відношення їх довжини до поперечного перетину в межах від дев'яти до десяти. Показано, що залежність "світловий вихід - концентрація активатора" становить від 0,092 до 0,114 ваг %, що менше типових значень для CsI(Tl), які використовуються у детекторах для спектрометрії радіації.

  Скачати повний текст

Установлено механізми впливу ефектів вібронних взаємодій на енергетичні рівні активованих іонів у багатокомпонентних галоїдних кристалах. Показано, що особливості люмінесценції активованих іонів у даних кристалах зумовлюються впливом ефекту Яна - Теллера та нееквівалентним розміщенням іонів активатора у кристалічній матриці.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання оптимізації методів отримання полістирольних композицій як сцинтиляторів у детекторах іонізуючого випромінювання. Досліджено радіолюмінісцентні полістирольні композиції, виготовлені згідно методам полімеризації у масі та лиття під тиском. Визначено вплив технологічних режимів отримання полістирольних композицій на їх сцинтиляційні характеристики. За допомогою методу прискорених випробувань проаналізовано вплив термо- і радіаційного старіння на характеристики композицій. Встановлено оптимальні умови використання полістирольних композицій: прогнозний термін використання, допустиму дозу і потужність дози опромінення. Запропоновано оптимальні технологічні режими виготовлення полістирольних композицій з високими сцинтиляційними характеристиками. Розроблено оптимальні режими виготовлення композицій полімеризацією у масі та литтям під тиском, які дозволили виготовити сцинтилятори, що перевищують за основними характеристиками кращі закордонні аналоги.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розглянуто та удосконалено всі стадії технологічної низки процесу виготовлення сцинтиляційного детектора. Запропоновано способи очищення вихідної сировини, вирощування кристалів з використанням явища орієнтованої кристалізації органічних речовин на відколах неорганічних кристалів. Виявлено, що накладання електростатичного поля електроноакцепторних домішок на міжмолекулярні взаємодії у розплаві дозволяє керувати процесом кристалізації. Запропонована його термодинамічна модель. Удосконалено методи вирощування кристалів та виготовлення детекторів на їх основі, наведено приклади їх застосування у експериментах і приладах.

  Скачати повний текст

Розглянуто процеси первинного розміну енергії у треках іонізуючих випромінювань в органічних молекулярних кристалічних сцентиляційних матеріалах. Запропоновано напівемпіричний опис процесу первинного розміну енергії у трекових ділянках органічних кристалічних сцентиляторів, що враховує вплив ефекту електронної поляризації зарядовими станами молекул у треку. Доведено, що первинне гасіння у треку іонізуючої частинки для органічних сцентиляторів має концентраційно-контрольований характер. Показано, що швидка рекомбінація поляронних пар, що виникли одразу після розпаду плазмонів, яка відбувається одночасно з формуванням відповідної ділянки треку, сприяє вирівнюванню радіального розподілу концентрації пар поляронів в ньому за час, коротший від формування треку по всій його довжині.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності зв'язку між технологічними параметрами отримання полімерних сцинтиляторів для досліджень з фізики високих енергій та їх прозорістю, довгостроковою стабільністю, термо-, волого- та радіаційною стійкістю на основі теоретичного й експериментального вивчення основних фото- та теплофізичних процесів і механіки різання. Визначено теоретичну межу прозорості полістирольних сцинтиляторів на підставі аналізу механізму ослаблення світла в полімерній матриці, зумовленого синглет-синглетним, синглет-триплетним, двоквантовим і поглинанням високочастотних коливань С-Н зв'язків. Запропоновано класифікацію домішок за допомогою моделі переносу енергії збудження в полістиролі. Розроблено нову концепцію визначення якості сировини та сцинтиляційної композиції. Створено технологію отримання великогабаритних пластмасових сцинтиляторів (ПС) масою до 1 тонни з об'ємною прозорістю до 4 м в полімеризаторі з повітряним теплоносієм і в формі з силікатного скла з введенням підсилювачів дифузії та оптимізацією молекулярно-масових характеристик полімерного матеріалу. Виявлено залежність між складом, методом одержання, потужністю дози опромінення ПС та їх радіаційною стійкістю. Висвітлено режими механічної обробки, підібрано інструмент і реалізовано технологію отримання ПС високого класу чистоти. Встановлено залежність між терміном служби та молекулярно-масовими характеристиками сцинтиляційного матеріалу. Розроблено та виготовлено нові вітчизняні ПС серії UPS, які за сукупністю сцинтиляційних і експлуатаційних параметрів перевершують ПС провідних фірм виробників (BICRON, Kuraray, NE).

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

За допомогою розрахункових методів вивчається процес світлозбирання в сцинтиляційних детекторах різноманітних форм, які мають гладку чи шорстку поверхню. Метод Монте-Карло є основним методом дослідження. Сцинтилятор уявлено як набір ділянок плоскостей, конічних та сферичних поверхонь довільної взаємної орієнтації. Розрахунок розсіювання променя світла шорсткою поверхнею сцинтилятора виконується на основі її уявлення як площини, яку покрито циліндричними борознами довільного напрямку. Розраховано поля коефіцієнта світлозбирання в детекторах, шо мають форму паралелепіпедів, конусів та неправильних пірамід з 4 або 6 гранями. Виявлено джерела змін процесу світлозбирання, які виникають внаслідок застосування шорсткої поверхні на деяких ділянках сцинтилятора.

  Скачати повний текст