УДК: 535.34, 535.35

Радиационная стойкость и послесвечение кристаллов CsI:Tl, дополнительно легированных ионами NO2

Гринев Б.В., Заславский Б.Г., Кудин А.М., Бороденко Ю.А., Митичкин А.И., Васецкий С.И., Диденко А.В.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Гринев Б.В., Заславский Б.Г., Кудин А.М., Бороденко Ю.А., Митичкин А.И., Васецкий С.И., Диденко А.В. Радиационная стойкость и послесвечение кристаллов CsI:Tl, дополнительно легированных ионами NO2 // Оптический журнал. 2009. Т. 76. № 6. С. 63–67.

Grinev B.V., Zaslavskiy B.G., Kudin A.M., Borodenko Yu.A., Mitichkin A.I., Vasetskiy S.I., Didenko A.V. Radiation tolerance and afterglow of CsI:Tl crystals codoped with NO2− ions [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2009. V. 76. № 6. P. 63–67.

Ссылка на англоязычную версию:

B. V. Grinev, B. G. Zaslavskiĭ, A. M. Kudin, Yu. A. Borodenko, A. I. Mitichkin, S. I. Vasetskiĭ, and A. V. Didenko, "Radiation tolerance and afterglow of CsI:Tl crystals codoped with NO2− ions," Journal of Optical Technology. 76 (6), 367-370 (2009). https://doi.org/10.1364/JOT.76.000367

Аннотация:

Исследованы радиационная стойкость, послесвечение и инфракрасные (ИК) спектры поглощения кристаллов CsI:Tl, выращенных с добавкой соли NaNO3. Кристаллы диаметром 250 и высотой 360 мм выращены модифицированным методом Киропулоса с подпиткой расплавом, в котором используется тигель-питатель специальной конструкции. Показано, что добавка в питатель 0,5 масс%NaNO3 позволяет получать кристаллы, в ИК спектрах которых имеется полоса поглощения не нитрат-, а нитрит-ионов. Полученные кристаллы обладают низким послесвечением (в два раза ниже по сравнению с CsI:Tl) и сохраняют радиационную стойкость, по крайней мере, до дозы 103 Гр, что расширяет возможности их практического применения.

Ключевые слова:

CsI:Tl, легирование, радиационная стойкость, послесвечение

Коды OCIS: 160.3220

Список источников:

1. Lecoq P., Annenkov A., Gektin A., Korzhik M., Pedrini C. Inorganic Scintillators for Detector Systems // Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, 2006.
2. Горилецкий В.И., Гринев Б.В., Заславский Б.Г., Смирнов Н.Н., Суздаль В.С. // Рост кристаллов. Харьков: Акта, 2002. 536 с.
3. Dolgopolova A., Grinyov B., Smirnov N. Effective scintillator for computed tomography // Abstracts of Europ. Conf. LUMDETR’94, Tallinn, Estonia, 1994. P. 35.
4. Brecher C., Lempicki A., Miller S.R., Glodo J., Ovechkina E.E., Gaysinskiy V., Nagarkar V.V., Bartram R.H. Suppression of afterglow in CsI:Tl by codoping with Eu2+ // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. 2006. V. A558. P. 45–457.
5. Kappers L.A., Bartram R.H., Hamilton D.S., Brecher C., Lempicki A., Gaysinskiy V., Ovechkina E.E., Nagarkar V.V. Effect of Eu2+ concentration on afterglow suppression in CsI:Tl, Eu // Radiation Measurements. 2007. V. 42. № 4–5. Р. 537–540.
6. Кудин А.М., Митичкин А.И., Чаркина Т.А., Заславский Б.Г., Загоруйко Ю.А., Васецкий С.И., Матейченко П.В., Реброва Т.П. Кристаллы CsI для среднего инфракрасного диапазона // Оптический журнал. 2007. V. 74. № 9. С. 70–72.
7. Kudin A.M., Zaslavsky B.G., Vasetsky S.I., Kolesnikov A.V. Influence of Polyatomic Impurity Ions on the Growth Process of Alkali Metal Iodide Crystals // Proc. 4th Int. Conf. Cryst. Growth and Heat & Mass Transfer. Obninsk, Russia, 2001. P. 176–182.
8. Заславский Б.Г., Гринев Б.В., Колесников А.В., Кудин А.М., Васецкий С.И. Вытягивание щелочно-галоидных сцинтилляционных кристаллов из расплава с изменяющейся геометрией свободной поверхности // Сцинтилляционные материалы. Получение, свойства, применение / Под ред. Гринева Б.В. Харьков: Институт монокристаллов, 2007. С. 233–279.
9. Виноград Э.Л., Горилецкий В.И., Ковалева Л.В., Корсунова С.П., Кудин А.М., Митичкин А.И., Панова А.Н., Проценко В.Г., Шахова К.В., Шпилинская Л.Н. Сцинтилляционный материал на основе иодида цезия и способ его получения // Патент России № 2138585. 1999.
10. Beylin D.M., Korchagin A.I., Kuzmin A.S., Kurdadze L.M., Oreshkin S.B., Petrov S.E., Schwartz B.A. Study of the radiation hardness of CsI(Tl) scintillation crystals // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. 2005. V. A541. P. 501–515.
11. Dudnik O.V., Kudin A.M., Kurbatov E.V., Valtonen E., Peltonen J., Eronen T., Lehti J., Andersson H., Nemonen S., Kettunen H., Virtanen A., Huovelin J., Vainio R. Performance and radiation tolerance tests of small-sized inorganic scintillation detectors // Научная сессия МИФИ. 2007. Т. 7. С. 39–40.
12. Bergenius Gavler S., Carius S., Carlson P., Johansson G., Klamra W., Pearce M. Radiation tests of CsI(Tl) crystals for the GLAST satellite mission // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. 2005. V. A545. P. 842–851.
13. Панова А.Н., Мустафина Р.Х., Лифиц А.Л., Бугай Е.А. Кристаллический материал для детекторов ионизирующих излучений и способ его получения // A. c. № 703937. 1979.
14. Zaslavsky B.G. Automated pulling of large-diameter alkali-halide scintillation single crystals from the melt // J. Crys. Growth. 1999. V. 200. P. 476–482.
15. Trefilova L.N., Kudin A.M., Kovaleva L.V., Charkina T.A., Mitichkin A.I., Belenko L.E. Role of Sodium in Radiation Defect Formation in CsI Crystals // Rad. Measurements. 2001. V. 33. P. 687–692.
16. Trefilova L.N., Charkina T.A., Kudin A.M., Kosinov N.N., Kovaleva L.V., Mitichkin A.I. Radiation defects creation in CsI:Tl crystals and their luminescence properties // J. Lumines. 2003. V. 102/103. P. 543–550.
17. Trefilova L., Grinyov B., Alekseev V., Golub I., Yakovlev V., Meleshko A. The reason for the scintillation efficiency decrease of CsI:Tl crystals exposed by the high-dosed radiation // Rad. Measurements. 2007. V. 42. P. 839–842.
18. Гектин А.В., Ширан Н.В., Серебряный В., Кудин А.М., Чаркина Т.А. Роль вакансионных дефектов в люминесценции CsI // Опт. и спектр. 1992. T. 72. C. 1061–1063.
19. Гринев Б.В., Шпилинская Л.Н., Ковалева Л.В., Кудин А.М., Митичкин А.И., Чаркина Т.А. Фото- и радиационно-химические превращения карбонатонов в кристаллах CsI и CsI:Tl // Опт. и cпектр. 2000. Т. 89. С. 57–62.
20. http:// www.smithsdetection.com
21. Пидзирайло Н С., Халимонова И.Н. Инфракрасное поглощение молекулярными ионами, введенными в решетку щелочно-галоидных кристаллов // Укр. физ. журнал. 1967. Т. 12. С. 1063–1067.
22. Гнатовская В.Н., Круликовский Б.К., Халимонова И.Н. Колебательный спектр ионов NO2 – и NO3 – в решетках типа CsCl // Укр. физ. журнал. 1972. Т. 17. С. 1452–1456.
23. http:// www.imd.com.ua
24. Seminozhenko V.P., Grinyov B.V., Nekrasov V.N., Borodenko Yu.A. Recent progress in the development of “CsI(TI) crystal – Si-photodiode” spectrometric detection assemblies // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. 2005. V. A537. P. 383–388.