Розглянуто сучасні проблеми сцинтиляційного матеріалознавства та передових технологій створення компактних і мініатюрних сцинтиляційних детектуючих систем для широкої галузі радіаційного приладобудування. Висвітлено основні науково-технічні аспекти синтезу сировини та вирощування сцинтиляційних кристалів, результати дослідження їх фізичних і радіаційних параметрів. Визначено критерії вибору сцинтилятора та фотоприймача, принципи побудови і конструктивні особливості радіаційних детекторів різноманітного призначення. Подано відомості про характеристики наднизькофонових спектрометричних блоків детектування нового покоління типу "сцинтилятор-ФЕП" на основі "важких" оксидних сцинтиляторів. Розкрито властивості нового типу інтегральних детекторів "сцинтилятор - фотодіод" на основі кристала ZnSe(Te). Наведено ряд прикладів практичного використання сцинтиляторів і сцинтиелектронних детекторів (СЕЛДІ) в медичних, митних і промислових інтроскопах, мініатюрних побутових, професійних багатофункціональних та аварійних дозиметрах, а також у радіометричних і спектрометричних системах.

Для кінетичної моделі рентгенолюмінесценції відпрацьовано систему розрахунків середньостатистичного початкового просторового розподілу носіїв заряду за центрами запасання та рекомбінації, який створюється під час генераційного етапу. У процесі рентгенівського збудження люмінофорів створюється суттєва просторова неоднорідність генерації електронних збуджень (екситонів та вільних носіїв заряду), що зумовлює подальшу просторову неоднорідність розподілу носіїв за різними центрами. Отримана система розрахунку розподілу за різними центрами дозволяє визначити сцинтиляційну ефективність матеріалу та одержувати початкові умови розподілу носіїв за різними центрами для визначення функцій загасання сцинтиляційного імпульсу та фосфоресценції, запасання світлосуми різними пастками.

Для кінетичної моделі рентгенолюмінесценції розроблено систему розрахунків динаміки середньостатистичного просторового розподілу носіїв за різними центрами, яка дозволяє визначати усі параметри сцинтиляційного процесу й отримувати початкові умови розподілу для визначення функцій загасання фосфоресценції та запасання світлосуми різними пастками. Встановлено, що на форму сцинтиляційного імпульсу найбільше впливають ті пастки, для яких імовірність термічної делокалізації є близькою до ймовірності спонтанного переходу збудженого центра свічення.

Одержано формули для енергетичних залежностей масових коефіцієнтів ослаблення gamma-випромінювання сцинтиляторів CsI і ZnSe у діапазоні енергій 0,01 - 100 МеВ. Відмінність апроксимуючих залежностей від вихідних даних становить менше 3 %.

Індекс рубрикатора НБУВ: В381.531

Рубрики:

Сцинтилятори для лічильників

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В376.3 + В381.531

Рубрики:

Крихкість. Пластичність

Сцинтилятори для лічильників

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Освещены вопросы современного материаловедения в области сцинтиляционных и люминесцирующих материалов, а также конструирования детекторов ионизирующего излучения. Рассмотрены проблемы радиционной прочности и физики примесных центров широкозонных диэлектрических и полупроводниковых материалов. Проанализированы особенности тушения примесного иона празеодима в кристаллах оксиортосиликатов иттрия объемного и нанометрового размеров. Раскрыты причины высокотемпературного выделения воды в процессе обезвоживания йодида натрия в вакууме.

Рассмотрены современные проблемы сцинтилляционного материаловедения и новейшие технологии создания высокоэффективных сцинтилляционных детекторов на полимерной основе. Обобщены представления о процессах переноса энергии электронного возбуждения и механизмов ослабления света в полимерных сцинтилляционных композициях. Освещены научно-технические аспекты получения крупногабаритных пластмассовых сцинтилляторов методом блочной полимеризации, сцинтилляционных пластин полимеризацией между стеклами и длинномерных сцинтилляторов экструзионным методом. Представлены данные об эксплуатационных характеристиках новых сцинтилляционных материалов.

The monograph is concerned with inorganic scintillation crystals and consists of four parts.

Ключ. слова: photon, scintillator, positron-emission tomograph (PET), energy discrimination, energy and spatial resolution, random and true coincidences, counting rate, clipped pulse
Індекс рубрикатора НБУВ: В381.53

Рубрики:

Сцинтиляційні лічильники

Шифр НБУВ: Ж29137 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено статистичні характеристики блоку дозиметричного детектора, в якому відновлюється імпульсний потік, спотворений за рахунок мертвого часу детектора. Дослідження проведено за допомогою імітаційної моделі, в основі якої є генератор псевдовипадкової імпульсної послідовності.

С целью выяснения механизмов ослабления света в пластмассовом сцинтилляторе (ПС) на серии образцов, отличающихся режимом полимеризации, исследованы их абсорбционные и рассеивающие свойства. Проведен численный анализ оптических потерь в сцинтилляторе на полистирольной основе стандартного состава (98,5 % PST + 1,5 % p-TP + 0,02 % POPOP). Приведены результаты измерения спектрального светорассеяния, объемной длины ослабления света и уровня внутренних напряжений в образцах ПС. Показана возможность количественной оценки вкладов абсорбционных потерь, рассеяния Релея и рассеяния Лява - Ми в суммарные оптические потери ПС. Наблюдаемое в образцах с дополнительным отжигом резкое снижение релеевской составляющей потерь (с 1850 до 380 дБ/км) объясняется уменьшением локальной гетерогенности полимерной матрицы данных образцов ПС, благодаря снижению в них уровня внутренних "замороженных" деформаций макромолекул.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л715.42 + В381.53

Рубрики:

Кремнійорганічні полімери

Сцинтиляційні лічильники

Шифр НБУВ: Ж16871 Пошук видання у каталогах НБУВ 

  Скачати повний текст

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

Створено високоефективний спосіб одержання довгомірних пластмасових сцинтиляторів (ПС), що мають підвищені функціональні й експлуатаційні характеристики. Проведено теоретичне та експериментальне дослідження світлозбирання у довгомірних ПС з волоконним збором світла. Одержано кількісні залежності ефективності світлозбирання від властивостей сцинтиляційного матеріалу світлозбирального покриття. Сформульовано вимоги до нового матеріалу, що має забезпечувати покращені функціональні характеристики. Запропоновано спосіб одержання ПС за методом безшнекової екструзії з використанням спеціально синтезованого розплаву полімеру. Визначено вплив технологічних режимів одержання ПС стрипів на їх сцинтиляційні характеристики. Проведено оптимізацію складу та способу нанесення світловідбивального покриття на ПС. На підставі даних проведених досліджених розроблено оптимальні режими виготовлення, що дозволяють одержувати двомірні ПС, які за об'ємною довжиною згасання світла та світловим виходом перевищують кращі світові аналоги. Вивчено стабільність характеристик і спрогнозовано термін використання одержаних сцинтиляторів.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання оптимізації методів отримання полістирольних композицій як сцинтиляторів у детекторах іонізуючого випромінювання. Досліджено радіолюмінісцентні полістирольні композиції, виготовлені згідно з методами 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- та радіаційного старінь 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.

Проведено комплексне дослідження процесів росту довговимірних (до 600 мм) кристалів CsI(Na), CsI(Tl) діаметром до 300 мм і NaI(Tl) діаметром до 500 мм, вирощених за безперервного методу на установках "РОСТ". Виявлено ідентичні закономірності утворення об'ємних дефектів кристалічної структури. Показано, що теплообмін у ростовій печі складається з трьох стадій. Визначено вплив конденсату розплаву на загальний теплообмін та показано можливість управління кількістю конденсату на поверхні кристалу шляхом зміни швидкості росту та складу газової атмосфери у ростовій печі, що дозволяє керувати формою фронту кристалізації у процесі росту. Виявлено, що у разі вирощування зливків максимального діаметра без додаткової корекції температури бічного нагрівача концентрація активатора збільшується за довжиною кристалу, що зумовлено збільшенням об'єму частини кристала, що занурена в розплав, через зростаючий теплопереніс від бічної поверхні кристала до периферичної кільцевої ємності тигля. Експериментально встановлено зв'язок температурноії інерції системи нагрівач - тигель - кристал з габаритами кристала, що росте. Розроблено та впроваджено у виробництво для вирощування довговимірних кристалів нову двоконтурну систему автоматичного керування процесом вирощування та новий алгоритм керування діаметром кристалу з обмеженням температури донного нагрівача відповідно до стадій росту. Встановлено оптимальні параметри вирощування, що дозволяють одержувати монокристали для виготовлення з них сцинтиляторів довжиною до 550 мм і покращаною на 25 % енергетичною роздільною здатністю (R = 6,9 %).

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 електронноакцепторних домішок на міжмолекулярні взаємодії у розплаві дозволяє керувати процесом кристалізації. Запропоновано його термодинамічну модель. Удосконалено методи вирощування кристалів та виготовлення детекторів на їх основі, наведено приклади їх застосування в експериментах і приладах.