Кинетика накопления носителей заряда при гамма- облучении в отработанных сцинтилляционных кристаллах LuAG:Pr

«Узбекский физический журнал» Pub Date : 2024-07-05 DOI:10.52304/.v26i2.525

Э.М. Ибрагимова, И.А. Хайитов, А. Х. Исламов

{"title":"Кинетика накопления носителей заряда при гамма- облучении в отработанных сцинтилляционных кристаллах LuAG:Pr","authors":"Э.М. Ибрагимова, И.А. Хайитов, А. Х. Исламов","doi":"10.52304/.v26i2.525","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Ресурс быстродействующих сцинтилляторных монокристаллов LuAG:Pr, используемых вдетекторах для физики высоких энергий, ограничен флюенсами быстрых нейтронов ≥1016 см−2из-за накопления дефектных центров окраски. Цель работы исследовать возможностьпреобразования этих отработанных сцинтилляторных детекторов в термолюминесцентныедозиметры путем радиационной и термической обработки. Исходные монокристаллы LuAG:Prоблучены флюенсом 1017 см−2 быстрых нейтронов в реакторе ВВР-СМ и термическиобработаны для обесцвечивания, затем подвергнуты 60Со γ-облучению при 310 К и мощностидозы 0.064 Gy/s в интервале 6.4−70.4 Gy. Изучено влияние кинетики накопления носителейзаряда на активаторное свечение методами γ-люминесценции (ГЛ), оптической абсорбционнойспектроскопии и интегральных кривых термовысвечивания (КТВ) при 300-605 K. Показано,что после флуенса 1017 см−2, термообработки и гамма-дозы 770 Gy снижение интенсивностиполосы ГЛ310 nm Pr3+-центра на ~50% связано с захватом дырок на Pr3+ с переходом в Pr4+ иэлектронов на дефектных центрах F+ и VO(Cdop)/F2+. Полученный линейный рост пика КТВ при440 К и сохранение температуры максимума с ростом гамма-дозы 13→70.4 Gy обусловленосвобождением носителей зарядов из этих глубоких ловушек. Набранная светосумма вотработанных LuAG:Pr стабильна при выдержке до 5 ч. при 310 К. Эти характеристикинеобходимы для термолюминецентной дозиметрии в стерилизации медицинских изделий ипищевых продуктов. Эти характеристики необходимы для термолюминесцентной дозиметрии.","PeriodicalId":6339,"journal":{"name":"«Узбекский физический журнал»","volume":" 7","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-07-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"«Узбекский физический журнал»","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.52304/.v26i2.525","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

Ресурс быстродействующих сцинтилляторных монокристаллов LuAG:Pr, используемых вдетекторах для физики высоких энергий, ограничен флюенсами быстрых нейтронов ≥1016 см−2из-за накопления дефектных центров окраски. Цель работы исследовать возможностьпреобразования этих отработанных сцинтилляторных детекторов в термолюминесцентныедозиметры путем радиационной и термической обработки. Исходные монокристаллы LuAG:Prоблучены флюенсом 1017 см−2 быстрых нейтронов в реакторе ВВР-СМ и термическиобработаны для обесцвечивания, затем подвергнуты 60Со γ-облучению при 310 К и мощностидозы 0.064 Gy/s в интервале 6.4−70.4 Gy. Изучено влияние кинетики накопления носителейзаряда на активаторное свечение методами γ-люминесценции (ГЛ), оптической абсорбционнойспектроскопии и интегральных кривых термовысвечивания (КТВ) при 300-605 K. Показано,что после флуенса 1017 см−2, термообработки и гамма-дозы 770 Gy снижение интенсивностиполосы ГЛ310 nm Pr3+-центра на ~50% связано с захватом дырок на Pr3+ с переходом в Pr4+ иэлектронов на дефектных центрах F+ и VO(Cdop)/F2+. Полученный линейный рост пика КТВ при440 К и сохранение температуры максимума с ростом гамма-дозы 13→70.4 Gy обусловленосвобождением носителей зарядов из этих глубоких ловушек. Набранная светосумма вотработанных LuAG:Pr стабильна при выдержке до 5 ч. при 310 К. Эти характеристикинеобходимы для термолюминецентной дозиметрии в стерилизации медицинских изделий ипищевых продуктов. Эти характеристики необходимы для термолюминесцентной дозиметрии.

查看原文本刊更多论文

废旧 LuAG:Pr 闪烁晶体在伽马辐照下的电荷载流子积累动力学

由于缺陷着色中心的积累，用于高能物理探测器的快速闪烁体单晶体 LuAG:Pr 的资源受到≥1016 cm-2 的快速中子通量的限制。这项工作的目的是研究通过辐射和热处理将这些废闪烁体探测器转化为热释光剂量计的可能性。在 VVR-SM 反应堆中用 1017 cm-2 的快中子辐照了最初的 LuAG:P 单晶，并对其进行了脱色热处理，然后在 310 K 和 0.064 Gy/s 的剂量率下对其进行了 60Co γ-辐照，辐照范围为 6.4-70.4 Gy。在 300-605 K 的条件下，通过γ-发光（GL）、光学吸收光谱和综合热光曲线（ITL）研究了电荷载流子积累动力学对活化剂发光的影响。结果表明，经过 1017 cm-2 的通量、热处理和 770 Gy 的伽马剂量后，GL310 nm Pr3+ 中心带的强度降低了约 50%，这是由于在 Pr3+ 上捕获了空穴并过渡到 Pr4+，在缺陷中心 F+ 和 VO(Cdop)/F2+ 上捕获了电子。随着伽马剂量 13→70.4 Gy 的增加，CTV 峰值在 440 K 呈线性增长，并保持最高温度，这是因为电荷载流子从这些深阱中释放出来。在 310 K 下暴露长达 5 小时后，生成的 LuAG:Pr 的拨码发光是稳定的。这些特性对于医疗设备和食品消毒中的热释光剂量测定至关重要。这些特性是热释光剂量测定所必需的。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

«Узбекский физический журнал»

自引率

0.00%

发文量