Досліджено вплив вмісту (C) NaI на зміни коефіцієнту оптичного поглинання в активаторній смузі, інтенсивностей в радіолюмінесценції (РЛ) при 80 К світіння екситонів, локалізованих біля Na⁺-іонів (420 нм) та в регулярній гратці (340 нм), виходу стаціонарної РЛ (²⁴¹Am, 60 кeV) (L_RL), gamma-(¹³⁷Cs, 662 кeV) (L_gamma) і alpha-(²⁴¹Am, 5,9 meV) (L_alpha) сцинтиляцій для кристалів CsI(Na), вирощених в умовах примусового перемішування розплаву. Показано, що кількість активаторних центрів світіння в цих кристалах лінійно зростає при збільшенні C до approx 2,2 ^. 10^-2 мол. % NaI. Значення L_alpha досягає максимума при C approx 2,3 ^. 10^-2 мол. % NaI, тоді як L_RL та L_gamma - при C approx 9 ^. 10^-2 мол. % NaI. Зроблено висновок, що розчинність NaI в CsI не менше ніж 2,2 ^. 10^-2 м % і значно вища відомої з літератури (8 ^. 10^-3 - 1 ^. 10^-2 мол. %). Тому максимальна величина L_gamma обумовлена достатньою кількістю світіння при даній щільності збудження. Припускається, що менше значення C, при якому досягається максимальна величина L_gamma кристалів CsI(Na) в порівнянні з CsI(TI) (~2,5 ^. 10^-2 мол.% TlI), зумовлена більшим розміром викривленого об'єму гратки навколо легкого катіону Na⁺, де ймовірність локалізації

дірок збільшується.

Погіршення світлового виходу й енергетичного розділення кристалів NaI(Tl) при негерметичному зберіганні пов'язане зі змінами сцинтиляційної ефективності eta і коефіцієнту світлозбирання tau. Погіршення eta у поверховому мертвому шарі сцинтилятора спричиняється ефектом збіднення кристала активатором, а зміни tau, незалежно від розміру детектора - ефектом збагачення поверхні талієм. Запропоновано простий тест для виявлення початкових стадій впливу вологості на властивості кристала NaI(Tl).

Виконано розрахунки деформації монокристалів NaI і CsI з урахуванням симетрії кристалів та їх теплового розширення за граничних умов, які можуть бути реалізовані при виготовленні сцинтиляційних детекторів. Отримано залежність поздовжніх напруг від прикладеного до кристалу бокового зусилля та коефіцієнтів теплового розширення при різних температурах. Встановлено взаємозв'язок між зусиллям притискання кристала до вікна детектора і тепловим розширенням кристала, що є важливим фактором при конструюванні сцинтиляційних детекторів.

Розглянуто прикладні аспекти обробки лужногалоїдних кристалів методом різання направленим розчиненням. Показано, що при нарізанні вологою ниткою величина напружень у кристалі зменшується, що є важливим фактором при різанні великогабаритних зливків, в яких залишкові напруження можуть досягати високого рівня. Наведено приклади розроблених технічних рішень для безпечного різання великогабаритних кристалів та пресовок NaI(Tl).

Узагальнено результати досліджень застосування гелеподібних композицій на основі кремнійорганічних для створення оптичного контакту сцинтиляторів із вихідними вікнами детекторів. Описано оптимальні склади та експлуатаційні властивості композицій для детекторів на основі кристалів NaI(Tl) у формі пластин великої площі, призначених для медичних діагностичних гамма-камер. Показано можливість підвищення надійності оптичного з'єднання сцинтиляторів збільшеної геометрії і складних геометричних форм за рахунок застосування гелеподібних композицій на основі силоксанів із кінцевими вінілсилоксигрупами.

Показано, що взаємодію поверхні кристалів NaI(Tl) з вологою можна описати трьома процесами: гідратацією, квазірівноважним станом та дегідратацією. Дегідратована поверхня є текстурованим полікристалічним шаром, який вміщує кристали основної фази NaI, скупчення другої фази (TlI) та невелику кількість домішки NaOH. У результаті прогріву в атмосфері CO₂ можна знизити вміст NaOH у приповерхневому шарі та використати його як ефективний дифузний світловідбивач.

Синтезовано кремнійорганічні полімери двох типів з показником заломлення n_D²⁰ = 1,46 - 1,55. Методом ІЧ-спектроскопії виявлено будову одержаних сполучень. Кремнійорганічні полімери прозорі в області випромінювання сцинтиляторів (lambda_max = 420 - 470 нм). Властивості отриманих кремнійорганічних полімерів роблять можливим використання їх для оптичного зв'язку кристал - скло в сцинтиляційних детекторах на основі NaI(Tl) і CsI(Tl).

Методом розчинності у поєднанні з вольт-амперними вимірюваннями вивчено вплив концентрації йодидів натрію та цезію, а також зміни температурних умов на розчинність йодиду талію в технологічних розчинах. Розчинність йодиду талію у вивчених гетерогенних системах TlI - NaI(CsI) - H₂O визначається двома протидійними процесами - зсувом рівноваги дисоціації TlI = Tl⁺ + I^- у бік утворення TlI та розчиненням останнього за рахунок комплексоутворення з йодид-іонами. Одержана графічна залежність C_Tl = f(T) і C_Tl = f(C_I^-) дозволила встановити ділянки максимальної та мінімальної розчинності йодиду талію.

Для сумісної та роздільної реєстрації іонізуючих випромінювань підібрано сцинтиляційні матеріали та на їх основі виготовлено фосвіч-детектори двох типів. Фосвіч-детектор для реєстрації альфа- та бета-випромінювання складається з сцинтиляційної пластмаси та CsI(Tl), а фосвіч-детектор для реєстрації бета-, гамма-випромінювання - з сцинтиляційної пластмаси та NaI(Tl). Визначено сцинтиляційні параметри таких систем, їх розділюючу здатність, взаємні внески при сумісній реєстрації випромінювань для деяких радіонуклідів. Показано можливість використання розроблених фосвіч-детекторів у вибірковій радіометрії.

Для автоматизованого витягування з розплаву на затравці великогабаритних сцинтиляційних кристалів NaI(Tl) і CsI(Tl) використано метод підживлення розплаву первинною сировиною. Це дозволяє істотно спростити алгоритм керування процесом кристалізації та якістю одержуваних кристалів, оскільки передбачає можливість стабілізації тепло- і масоперенесення на фронті кристалізації. Проте, й у цьому випадку не вдається повністю запобігти дестабілізуючим проявленням процесів масоперенесення, яким є масоперенесення легколеткого домішкового компонента із розплаву до парової фази. Доведено, що ці фактори можна не тільки врахувати, але й використати для керування домішковим складом одержуваних кристалів і процесом кристалізації в цілому.

Описаны новые сцинтилляторы на основе лютеция, сочетающие высокую эффективность регистрации, большой световой выход и быстродействие. Приведены сравнительные спектрометрические характеристики для ряда кристаллов, измеренные с фотоумножителем и лавинным фотодиодом. Рассмотрены тонкие монокристаллические пленки на основе активированных оксидных кристаллов для радиоизотопного и биологического мониторинга. Проанализированы сцинтилляционные свойства сцинтилляторов NaI(Tl), CsI(Tl), BGO, PbWO4 и определяющие их электронные процессы.

Установлено рівень, на якому стабілізується загальний вміст органічної речовини в чорноземі опідзоленому, коли культури польової сівозміни тривалий час не удобрюються, та доведено досить значний вплив кислотності грунту на кількісні зміни лабільних власне гумусових речовин. Уперше, з використанням розчину NaI, вивчено кількісні характеристики негуміфікованих органічних решіток та уточнено особливості трансформації фракційних складових органічної речовини чорнозему опідзоленого після тривалого застосування добрив у польовій сівозміні. З'ясовано вплив систематичного застосування добрив на засміченість чорнозему опідзоленого насінням бур'янів і забур'яненість посівів озимої пшениці. Вивчено стан заселеності чорнозему опідзоленого дощовими черв'яками й уточнено характер змін окремих показників біологічної активності грунту під впливом тривалого застосування добрив. Досліджено закономірності зміни кислотності та поживного режиму чорнозему опідзоленого й урожайності та якості продукції культур польової сівозміни під дією різних систем удобрення та насиченості добривами в сівозміні. Визначено дози й обгрунтовано систему застосування добрив, які забезпечують стабільні, економічно виправдані врожаї сільськогосподарських культур для даного регіону та типу грунту.

Встановлено, що для NaI(TI) важливе значення мають процеси гідратації, дегідратації та перекристалізації головної речовини. Досліджено, що на відміну від NaI(TI) у кристалах CsI та CsI(Na) після механічної обробки поблизу вільної поверхні утворюється шар зі збільшеною сцинтиляційною ефективністю, який трансформується в мертвий. Показано, що глибина шару залежить від орієнтації та способу вхідної поверхні. Розроблено методику контролю працездатності детектора в процесі експлуатації в основу якої покладено зміну спектрів люмінесценції. Запропоновано спосіб виготовлення детектора з ефективним дифузійним відбивачем. У кристалів CsI(Na) виявлено збільшення значення <$Eeta> поблизу поверхні після полірування, пов'язане з утворенням дивакансій. Визначено скорочення тривалості сцинтиляцій <$Etau> для квантів низьких енергій збудливого випромінювання (малих d). Даний ефект пояснює зростання <$Eeta> зі зниженням енергії для стандартно упакованих детекторів. Виявлено кореляцію між енергетичним розділенням детекторів та нелінійністю виходу відносно енергії <$Eeta>(E) в області 5,9 - 60 кеВ. Запропоновано підхід до розв'язання проблеми обмеження власного розділення. Даний підхід покращує розділення шляхом керування ступенем непропорційності, що розглядається як осьова неоднорідність сцинтиляційної ефективності.

  Скачати повний текст

Індекс рубрикатора НБУВ: В372.5,022

Рубрики:

Поверхневі явища у твердих тілах

Шифр НБУВ: РА321314 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено вплив активатора <$E C> та пластичної деформації на змінення форми загасання <$E gamma>-сцинтиляцій кристалів CsI - Na та вкладу інтегральної інтенсивності повільної компоненти в інтегральну інтенсивність загасання сцинтиляційного імпульсу за ефективний час <$E tau sub gamma>. Крім того, досліджено вплив <$E C> на змінення спектрів збудження свічення 415 нм цих кристалів у області поглинання активаторних центрів (АЦ) (244 нм) і центрів вакансійної природи (ЦВП) (239 нм), а також на змінення внутрішньоцентрового часу висвічування вказаних центрів. Показано, що у фото- та <$E gamma>-сцинтиляціях кристалів CsI - Na приймають участь як АЦ, так і ЦВП. У <$E gamma>-стинциляціях за компоненту <$E tau sub 1> головним чином відповідають АЦ, у той час як ЦВП відповідають за компоненти <$E {tau sub 1} prime> = 460 нс і <$E tau sub 2> ~ 2 мкс. У цьому випадку скорочення <$E tau sub gamma> від 770 нс до 560 нс за зростання <$E C> від <$E 2~cdot~10 sup -3> мол. % NaI до <$E 3~cdot~10 sup -2> мол. % NaI та після пластичної деформації кристалів (<$E epsilon~=~5~%>) у напрямку осі <$E <<111>> > від 570 нс до 480 нс зумовлено зменшенням кількості ЦВП. Обговорено механізми <$E gamma>-сцинтиляцій кристалів, які вміщують АЦ та ЦВП, а також зменшення кількості ЦВП.

The characteristics of NaI(Tl) scintillators for positron-emission tomograph (PET) were investigated at high photon intensities and different photomultiplier tube (PMT) pulse durations in the single-channel mode as well as in the coincidence mode. Comparative analysis has shown that main characteristics of NaI(Tl) crystals are not inferior to those of Bi4Ge3O12 crystals (BGO). The results of investigations evidence on the possibility for manufacturing a cost-effective PET on the basis of NaI(Tl) scintillators with the performances at a level of advanced PETs with BGO crystals.

Изучена кинетика каталитического иодирования ацетилена до транс-1,2-дииодэтилена в системе <$E roman {Pd sup II~-~NaI~-~I sub 2~-~MeOH}> при 55 <$E symbol Р>C. Полученные результаты позволяют полагать, что реакция включает стадию иодпалладирования ацетилена с промежуточным образованием <$E sigma>-иодвинильного производного палладия, распад которого путем восстановительного элиминирования дает конечный продукт и регенерирует катализатор.

Відомо, що світловихід L не є пропорціональним енергії електронів E для багатьох сцинтиляційних матеріалів у разі збудження зовнішніми <$E gamma>-квантами. У протилежність цьому, L є пропорціональним E для внутрішніх джерел радіації. Показано, що це протиріччя можна усунути, якщо непропорціональність виходу розглядати як сумарний ефект двох чинників. По-перше, тривалість сцинтиляцій скорочується зі зменшенням енергії квантів, що призводить до збільшення вимірюваної величини L/E у випадку фіксованого часу формування сигналу. По-друге, наявність мертвого шару спричиняє гасіння люмінесценції поблизу поверхні кристала. У разі такого підходу непропорціональність виходу трактується як осьова неоднорідність сцинтиляційноі ефективності залежно від глибини H проникнення радіації. Показано, що провал на залежності L/E vs Е поблизу К-краю поглинання йоду, де H змінюється стрибком на порядок, зникає на залежності L/E vs H.

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.

Досліджено вплив хіміко-механічних методів обробки поверхні кристалів (ПК) CsI:Tl і NaI:Tl на їх сцинтиляційні характеристики під час реєстрації малопроникаючого іонізуючого випромінювання. Показано, що застосування на етапі полірування ультрадисперсного порошку діоксиду кремнію, одержаного за допомогою золь-гель методу, та кремнійорганічних рідин забезпечує одержання приповерхневого шару кристалів CsI:Tl і NaI:Tl з мінімальною неоднорідністю світлового виходу. Після шліфування ПК стабільність сцинтиляційних характеристик у часі можна досягти за рахунок обробки поверхонь тетраетоксисиланом та олігогідридсилоксановою рідиною. Нанесення тонкоплівкового кремнійорганічного покриття на поверхню кристала CsI:Tl, яка обернена до радіоактивного джерела, покращило амплітудне розділення на 3 - 5 % за абсолютною величиною під час реєстрації рентгенівського випромінювання з E = 5,9 кеВ.

Проведено порівняльний аналіз результатів первинного радикального хірургічного лікування пацієнтів, прооперованих у віці 4 - 18-ти років з приводу папілярної карциноми щитоподібної залози протягом 1995 - 2000 рр., і даних післяопераційної сцинтиграфії з NaI. Встановлено, що нагромадження радіофармпрепарату у місці локалізації щитовидної залози мало місце в 166-ти з 171-го спостереження (97,1 %). Нагромадження радіофармпрепарату в зонах регіонального метастазування могло бути наслідком як агресивної поведінки пухлини, так і недостатньої інтраопераційної оцінки розповсюдженості пухлинного процесу і відповідно недостатнім обсягом дисекції. Проведено порівняння різного обсягу дисекції з результатами післяопераційної сцинтиграфії. Встановлено, що селективна дисекція, виконана за фасціально-футлярною методикою, має перевагу над методикою "вerry picking" і не поступається за адекватністю радикальній дисекції шиї за умов ретельного експрес-гістологічного аналізу видалених лімфовузлів.

Проведен сравнительный анализ результатов первичного радикального хирургического лечения пациентов, оперированных в возрасте от 4-х до 18-ти лет по поводу папиллярного рака щитовидной железы, за период 1995 - 2000 гг., и данных послеоперационной сцинтиграфии с NaI-131. Установлено, что накопление радиофармпрепарата в ложе щитовидной железы встречалось в 166-ти из 171-го случая (97,1 %). Накопление радиофармпрепарата в зонах регионарного метастазирования может быть следствием как агрессивного поведения опухоли щитовидной железы, так и недостаточной интраоперационной оценки распространенности опухолевого процесса и соответственно недостаточного объема диссекции. Произведено сравнение различного объема диссекций с результатами послеоперационной сцинтиграфии. Показано, что селективная диссекция, выполняемая по фасциально-футлярной методике, имеет преимущество перед процедурой "вerry picking" и не уступает по адекватности радикальной диссекции шеи при условии тщательного экспресс-гистологического анализа.

The authors have conducted a comparative analysis of the results of primary radical surgical treatment of patients who were operated on at the age of 4 to 18 years for a papillary thyroid carcinoma for the period 1995-2000, with the data of postoperative scintigraphy with NaI-131. It has been shown that accumulation of radiopharmaceutical preparation in thyroid bed occurred in 97.1 % of the cases observed. Accumulation of radiopharmaceutical preparation in areas of regional metastatic spreading may be the result of both aggressive behaviour of thyroid tumour and of an insufficient intraoperative estimation of tumoral process spreading and, consequently, of an insufficient dissection volume. A comparison has been made between different volumes of dissection and the results of postoperative scintigraphy. It has been established that selective dissection performed using the method of modified neck dissection, has advantages over the "berry picking" procedure and was not inferior - as to its adequacy -to a radical dissection of the neck, though under condition of a thorough express-histological analysis of the removed lymph nodes.