Обобщая вышеизложенное, следует отметить, что в радиационной физике твердого тела, физике диэлектриков существует многосторонняя проблема создания новых радиационно-чувствительных запоминающих твердотельных сред с заданным комплексом физических свойств. Решение этой проблемы требует разработки модельных представлений и расширения области фундаментальных знаний, адекватно описывающих механизмы терморелаксационных процессов в облученных широкозонных диэлектриках.
Целью настоящей работы являлось разработка, обоснование и практическая реализация принципов создания новых твердотельных запоминающих радиационно-чувствительных сред на основе диэлектрических материалов путем направленного изменения их электрофизических свойств за счет модифицирования дефектной структуры; комплексное исследование люминесцентных, экзоэмиссионных, парамагнитных и дозиметрических свойств новых радиационно-чувствительных материалов, создание на их базе детекторов, систем и аппаратурных комплексов для регистрации радиационных излучений в оборонной технике, промышленности, медицине, экологии.
2.2. Технология синтеза и обработки детекторных материалов
2.2.1. Оксид алюминия
Исследованы два экспериментально реализованных способа создания дефектов в решетке оксида алюминия, приводящих к направленному изменению его ТЛ и ТСЭЭ свойств-термохимического и радиационного. Показана большая термостабильность шотткинских вакансионных дефектов, по сравнению с френкелевскими. Дефекты анион-вакансионного типа стабильнее, чем катион-вакансионного. Это явилось основанием для выбора кислородных вакансий в качестве основных дефектов, а термохимическое окрашивание в качестве способа их введения в решетку оксида алюминия с целью модификации его ТЛ и ТСЭЭ свойств.
Синтез анион-дефектного оксида алюминия в форме поликристаллов, плазменно - напыленных пленок и монокристаллов производился по специально разработанной технологии, защищенной авторскими свидетельствами. Ее отличительной особенностью являлось создание сильнейших восстановительных условий термохимического окрашивания, обеспеченных высокой температурой в вакууме и присутствием углерода. Предложенные способы получения оксида алюминия с нарушенной стехиометрией приводили к одновременному росту выхода ТЛ и ТСЭЭ. В спектре свечения доминировала полоса при 410-420 нм, а на кривой термовысвечивания в диапазоне 300-600 К имелся единственный пик около 450 К. ТЛ - чувствительность в этом пике в результате термообработки увеличилась приблизительно в 300 раз. ТСЭЭ анион-дефектных кристаллов имела три выраженных максимума: при 450 К синхронно с пиком ТЛ, около 573 К и наиболее интенсивный пик при 743 К. Чувствительность последнего возросла приблизительно в два раза. Наблюдаемое повышение чувствительности одновременно по ТЛ и ТСЭЭ выходу связывается с образованием кислородных вакансий, концентрация которых сильнейшим образом зависела от режимов термохимического окрашивания или выращивания анион-дефектного корунда.
Заключение относительно пригодности полученного материала для использования в качестве чувствительного вещества в твердотельной дозиметрии делалось по результатам сравнения его чувствительности с чувствительностью стандартных ТЛ-детекторов на основе CaF2:Mn и LiF. Чувствительность анион-дефектного корунда более чем в 10 раз превышала чувствительность стандартных детекторов по ТЛ выходу и в 104 раз по ТСЭЭ выходу. Анализ кривых ТЛ и ТСЭЭ показал возможность использования разработанного материала в качестве чувствительного вещества комбинированных ТЛ-ТСЭЭ детекторов для регистрации смешанных полей излучений.
Выдвинута и реализована практически идея, защищенная авторским свидетельством, о создании вещества ТЛ детектора, сочетающего высокую чувствительность анион-дефектного корунда и тканеэквивалентность LiF. Синтезированный с этой целью из смеси порошков анион-дефектного корунда и LiF:Mg,Ti материал имеет повышенную в 3,7 раза чувствительность и упрощенную форму кривой термовысвечивания (КТВ) по сравнению со стандартным детектором на основе LiF:Mg,Ti.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.