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 

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.

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

  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.

Обгрунтовано межі застосування дифузійного наближення під час розв'язання кінетичних рівнянь, що описують процес формування імпульсу затриманої радіолюмінесценції. Експериментально встановлено залежність характерного радіуса зон високої густини активації органічних сцинтиляторів від типу іонізуючого випромінювання. Проаналізовано вплив мономолекулярних пасток триплетного збудження на кінетику формування імпульсу затриманої радіолюмінесценції. Подано опис механізму процесів, які виникають у зонах високої густини активації органічних діелектриків у початкові моменти часу після проходження частинки іонізуючого випромінювання.

Встановлено закономірності зв'язку між технологічними параметрами одержання полімерних сцинтиляторів для досліджень з фізики високих енергій та їх прозорістю, довгостроковою стабільністю, термо- та вологостійкістю, 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 одержання 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

Обгрунтовано шляхи удосконалення детекторів складних геометричних форм на основі кристалів йодидів натрію й цезію. Розроблено кремнійорганічні композиції для створення оптичних контактних (ОКП) та захисних покриттів (ЗП) з новими функціями та поліпшеними експлуатаційними властивостями. Запропоновано нові способи обробки поверхні кристалів з урахуванням технологічних операцій склеювання та нанесення покриттів. Показано, що спектрозміщуючі ЗП на поверхні сцинтиляторів у формі зрізаних гексагональних пірамід CsI й призм CsI:TI поліпшують енергетичне розділення, осьову неоднорідність виходу та забезпечують їх стабільність під час експлуатації. Розроблено новий сопосіб корегування осьової неоднорідності світлового виходу сцинтиляційних модулів CsI та CsI:TI за допомогою ЗП. Встановлено, що розроблені ОКП забезпечують поліпшення експлуатаційних характеристик сцинтиляторів NaI:TI великої площі для медичних гамма-камер та з більшим відношенням висоти до діаметра для геофізичної апаратури. Показано, що розширення функцій ОКП та поліпшення їх експлуатаційних властивостей дозволило створити нові конструкції комбінованих детекторів для радіоекологічних досліджень з меншим фоновим випромінюванням та більш високим світловим виходом.

  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.

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.24,022 + В381.531,022

Рубрики:

Оптичні властивості напівпровідників

Сцинтилятори для лічильників

Шифр НБУВ: РА307490 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто процеси первинного розміну енергії у треках іонізуючих випромінювань в органічних молекулярних кристалічних сцинтиляційних матеріалах. Запропоновано напівемпіричний опис процесу первинного розміну енергії у трекових ділянках органічних кристалічних сцинтиляторів, що враховує вплив ефекту електронної поляризації зарядовими станами молекул у треку. Доведено, що первинне гасіння у треку іонізуючої частинки для органічних сцинтиляторів 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.

Рассмотрены особенности взаимодействия ионизирующего излучения с веществом сцинтиллятора. Описаны органические сцинтилляторы и их свойства, молекулярный характер их люминесценции. Показано влияние поляризации молекул на генерацию, транспорт и рекомбинацию носителей заряда. Исследовано образование областей высокой и низкой плотности активации, описаны процесы в них. Приведены методы исследования стинцилляционного сигнала. Определено влияние свойств сцинтиллятора и вида возбуждения на его параметры. Приведены сведения о радиационно-химических процессах в веществе, возникающих при возбуждении ионизирующим излучением. Рассмотрены особенности передачи энергии ионизирующего излучения веществу. Описана структура трека заряженной частицы в конденсированной среде. Раскрыты особенности процессов ионизации возбуждения. Освещена теория радиационно-химических выходов следов, описаны диффузионные и стохастические модели. Внимание уделено изучению треков заряженных частиц в конденсированных средах. Исследованы потери энергии заряженой частицы и формирование скрытых треков в твердотельных трековых детектрах. Изучены структуры трека по распределению парамагнитных центров в конденсированной среде, а также параметры трека радиолюминесцентными методами.