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.

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).

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.

Експеримент DAMA/LIBRA в основному присвячений дослідженням частинок темної матерії (ТМ) у галактичному гало з використанням модельно незалежних річних модуляцій ТМ. Нинішній експеримент DAMA/LIBRA та його попередник DAMA/NaI (з масами детекторів близько 250 кг і близько 100 кг радіоактивно-високочистого NaI(Tl) відповідно) на сьогодні зібрали повну статистику 1,17 т <$E cdot> рік, набрану впродовж 13 річних циклів; одержано модельно незалежне свідчення присутності частинок ТМ у галактичному гало з достовірністю <$E 8,9~sigma>. Тривають вимірювання даних для ще одного річного циклу за тих же умов DAMA/LIBRA. Після заміщення (у кінці 2010 р.) усіх фотоелектронних помножувачів (ФЕП) новими ФЕП із вищою квантовою ефективністю, експеримент DAMA/LIBRA ввійшов у фазу 2; заміщення ФЕП надало змогу знизити програмно-енергетичний поріг експерименту в даних вимірюваннях. Викладено майбутні перспективи експерименту.

Досліджено вплив <$E roman OH sup -> і <$E roman CO sub 3 sup 2-> іонів на теплові умови росту великорозмірних кристалів NaI:Tl та їх якість. Показано, що вихідна сіль йодиду натрію, що піддана тривалій дегідратації за кімнатної температури у вакуумі, дозволяє одержувати кристали без домішок <$E roman CO sub 3 sup 2-> і <$E roman OH sup ->. У спектрах інфрачервоного поглинання вирощених кристалів не спостерігаються смуги <$E roman CO sub 3 sup 2->, а на кривих ТСЛ відсутні піки, пов'язані з запасанням на F-центрах. Виготовлені детектори характеризуються відсутністю хвилинного післясвітіння і не змінюють фонову швидкість рахування після опромінення дозою 50 рад. Покращання теплової стабільності процесу вирощування кристалів із підживленням розплавленою сировиною, що містить іони <$E roman CO sub 3 sup 2-> і <$E roman OH sup ->, пояснено помітною зміною теплофізичних властивостей розплаву та кристала за присутності цих домішок.

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.

Обговорено механізм передачі енергії в активованих Eu і соактивованих Tl та Eu кристалах NaI. Смуга випромінювання автолокалізованого екситону (АЛЕ) перекривається сильніше з рівнями збудження Eu<^>2+, ніж у випадку Tl<^>+. Це говорить про те, що передача АЛЕ <$Esymbol О> Активатор може бути більш ефективною в Eu<^>2+ соактивованих кристалах NaI:Tl. Теоретичну оцінку ефективності переносу енергії здійснено на основі моделі Фестера. Показано, що для ефективної диполь-дипольної передачі енергії необхідна концентрація європію 1 мас% або вище. Однак, така концентрація не досяжна в NaI:(Tl,Eu) у зв'язку з межами розчинності Eu<^>2+ в кристалі NaI.

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.

A method is proposed to obtain large area crystal plates using direct crystallization in garnissage that makes it possible to omit the deformation stage of cylindrical crystal obtained by other techniques, thus shortening considerably the process duration. The technology provides the growing of crystal plates with any perimeter shape and of other substances.

Рассмотрены основные преимущества и технические возможности гамма-спектрометрии в режиме "реального времени" с программным обеспечением ISOCS. Проведены экспериментальные исследования по измерению активности радиоактивных источников с использованием гамма-спектрометра на базе сцинтилляционного детектора NaI(Tl) и программного обеспечения ISOCS. Показано, что гамма-спектрометрическая система с программным обеспечением ISOCS является наилучшей альтернативой существующему на сегодняшний день в Украине аналогичному оборудованию для решения ключевых задач экспрессного количественного анализа радиоактивных материалов.

We present an explicit water molecular dynamics simulation of dilute solutions of model alkyltrimethylammonium surfactant ions (number of methylene groups in the tail is 3, 5, 8, 10, and 12) in mixture with NaF, NaCl, NaBr, and NaI salts, respectively. The SPC/E model is used to describe water molecules. Results of the simulation at 298 K are presented in the form of radial distribution functions between nitrogen and carbon atoms of CH2 groups on the alkyltrimethylammonium ion, and the counterion species in the solution. The running coordination numbers between carbon atoms of surfactants and counterions are also calculated. We show that I<^>- counterion exhibits the highest, and F<^>- the lowest affinity to "bind" to the model surfactants. The results are discussed in view of the available experimental and simulation data for this and similar solutions.

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.

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.

Моделювання за допомогою методу молекулярної динаміки водних розчинів NaCl, KCl, NaI, і KI використано для дослідження ефектів солі на властивості межі розділу рідина/пара. Симуляції використовують моделі, які включають і зарядовий перенос, і поляризаційні ефекти. Парування та формування більших іонних кластерів має місце і в об'ємі, і в поверхневій області з тенденцією до зменшення формування великих кластерів біля межі розділу. Аналіз нерівності поверхні вказує, що хлоридні солі, які мають меншу тенденцію бути біля поверхні, мають нерівність, що є меншою, ніж у чистій воді, тоді як йодові солі, які мають більшу поверхневу спорідненість, мають більшу нерівність. Це передбачає, що іони здаля від поверхні та іони поблизу поверхні впливають на межу розділу протилежним чином.

Розглянуто швидкий активаційний аналіз (PGNAA) з використанням методу k0 по <$E gamma>-лінії 1951,1 кеВ реакції <$E roman {nothing sup 35 Cl(n,~gamma ) sup 36 Cl}> на теплових нейтронах як стандартного компаратора. Метод застосовано та перевірено за допомогою антикомптоновської установки для швидкого <$E gamma>-нейтронного активаційного аналізу з використанням джерела нейтронів <^>252Cf з потоком нейтронів 6,16 x 10<^>6 н-см<^>-2-с<^>-1. Добре відомий HPGe детектор як основний детектор, оточений NaI(Tl) детектором, встановлено для дослідження ефективності комптонівського спектрометра за спрощеною повільною схемою. Властивості потоку нейтронів визначено з розрахунків за програмою MCNP. Для знаходження кривої ефективності HPGe детектора використано <$E gamma>-випромінювання хлору й експериментальні дані підганялись експоненціальною залежністю. Метод AC-PGNAA використано для визначення як сильно поглинаючих нейтрони елементів, таких як Cd, Sm і Gd, а також і 20 легких і важких елементів (Na, Mg, Al, Si, P, K, Ca, Ti, V, Mn, Sc, Fe, Co, Zn, La, Rb, Cs, As і Th) стандартних еталонних матеріалів (МАГАТЕ, Soil-7) і 10 проб донних відкладень, узятих з о. Ель-Манзала в північній частині Єгипту. Еталонні матеріали МАГАТЕ, Soil-7 проаналізовано для перевірки даних і одержано добре узгодження між експериментальними та сертифікованими величинами.

Зазначено, що енергія рентгенівського випромінювання, що реєструється детекторами на основі NaI(Tl), є незначною (5 - 60 кеВ), тому одержання максимального світлового виходу є особливо важливим. Вивчено фактори, які сприяють збільшенню світлозбору у таких детекторах. Для цього змодельовано процес світлозбору й експериментально досліджено за різних технологічних і конструкційних особливостей виготовлення таких детекторів. Виявлено, що експериментальні результати підтверджують дані розрахунку, проведеного з використанням моделювання.

Досліджено спектрально-люмінесцентні і люмінесцентно-кінетичні властивості мікрокристалів LaI₃-Ce розміром 1 - 10 мкм, вкраплені в матриці NaI за синхротронного збудження в діапазоні енергій 2,5 - 12 еВ. Люмінесцентні властивості церієвих центрів у мікрокристалах LaI₃-Ce подібні до їх об'ємних аналогів. Обговорено механізми збудження люмінесценції церієвих центрів у кристалічній системі NaI - LaI₃(1 %)-CeI₃(0,05 %) у разі збудження в області прозорості та фундаментального поглинання матриць NaI і LaI₃, та механізми температурного гасіння люмінесценції іонів церію у мікрокристалах LaI₃.

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).

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.

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).