CS269285B1 - Způsob tepelného zpracování monokrystalů trigermanátu tetravizmutitého - BGO - Google Patents

Abstract

Řešení spadá do oblasti pěstování monokrystalů využívaných jako scintilátory při detekci ionizujícího záření. Kvalita'Scintilátorú závisí na luminiscenční účinnosti a energetické rozlišovací schopnosti. Navržený způsob tepelného zpracování monokrystalů zajištuje zvýšení luminiscenční účinnosti, snížení luminiscence v monokrystalu, a tím i zvýšení energetické rozlišovací schopnosti. Spočívá v tom, že monokrystal trigermanátu tetravizmutitého Bi,Ge-012 je zahříván v atmosféře obsahující J * 10 % až 100 % kyslíku při teplotě pohybující se v rozmezí teplot od teploty o 300 °C nižší k teplotě o 10 °0 než je bod tání - to Je 1 050 QC monokrystalu BGO.

Description

Vynález se týká způsobu tepelného zpracování monokrystalů trigermanátu tetravizmutitého - BGO chemického vzorce Bi.Ge.,0,4 3 <2·

Monokrystaly BGO se pěstují metodou Czochralskiho - to je metodou tažení krystalů z taveniny. Po kultivaci se monokrystal mechanicky opracuje na požadovaný rozměr a po zapouzdření se použije jako scintilátor. Kvalita scintilátoru závisí na luminiscenční účinnosti a energetické rozlišovací schopnosti. Monokrystal BGO je schopen generovat vakance kyslíku. Zbarvení monokrystalu a zhoršení jeho radioluminiscenčních parametrů je vyvoláno právě kyslíkovými vakancemi iontů vizmutu a germánia a iohtů příměsí. Vzhledem k tomu, že je požadována co nejmenší ábsorbce pro oblast emise, je nutné odstranit u vypěstovaného monokrystalu všechny poruchy krystalické mřížky.

Tento požadavek splňuje způsob tepelného zpracování monokrystalů BGO podle vynálezu, jehož podstatou je, že monokrystal trigermanátu tetravizmutitého Bi^Ge^O^ je zahříván v atmosféře obsahující 10 až 100 % kyslíku, přičemž zbytek tvoří netečný plyn, například * dusík, při parciálním tlaku kyslíku rovném nebo vyšším než atmosféricRýnsrůižMm, než- je

MPa, při teplotě pohybující se v rozmezí teplot od teploty o 300 °C nižší k teplotě o 10 °C nižší, než je teplota tání, tj. 1 050 °C, tohoto monokrystalu.

Způsob tepelného zpracování monokrystalů podle vynálezu umožňuje zvýšit luminiscenční účinnost, snížit absořbci luminiscence v monokrystalu, a tím i zlepšit energetickou rozlišovací schopnost.

Tempered monokrystalu za vysokého parciálního tlaku kyslíku dochází k difúzi kyslíku monokrystalem, a tím se odstraní vakance kyslíku, které se vytvořily během růstu monokrystalu. Absorpce monokrystalu může být odstraněna a tím se může zvýšit intenzita luminiscence a zlepšit energetická rozlišovací schopnost. Atmosféra při tempered musí obsahovat kyslík. Pokud je monokrystal BGO temperován v redukční atmosféře, sloučenina se redukuje a rozkládá, jeho barva tmavne, sdžuje se luminiscenční účinnost a zhoršuje se energetická rozlišovací schopnost scintilátoru zhotoveného z tohoto monokrystalu. Proto je nutné temperovat monokrystal BGO ve smíšené atmosféře tvořené netečným plynem a kyslíkem, především V atmosféře, která obsahuje minimálně 10 % kyslíku. Atmosféra obsahující 100 % kyslíku není na závadu.

Způsob tepelného zpracování monokrystalů BGO podle vynálezu byl ověřen na následujícím příkladu.

Monokrystal BGO o rozměrech 0 25 x 25 mm byl vykultivován Czochralskiho metodou z taveniny v paltinovém kelímku, potom byl rozřezán a opracován do tvaru válce. Boční stěny válce byly matovány a obě základny vyleštěny. Takto upravený monokrystal byl zapouzdřen a měřen jako scintilátor. Jako zářič gama záření byl použit Cs, energetická rozlišovací schopnost činila >9,3 %· Scintilátor byl rozpouzdřen a vlastní krystal byl ohříván při teplotě 900 °C po dobu 6ti hodin v atmosféře obsahující dusík a 20 í kyslíku, načež byl temperován na pokojové teplotě. Následovalo nové přeleštění krystalu, zapouzdření a měření za stejných podmínek jako v předchozím případě. Energetická rozlišovací schopnost v tomto případě činila 14,1 %, to znamená, že došlo ke zlepšení téměř o 23 Relativní luminiscenční účinnost se zlepšila o 64 %.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob tepelného zpracování monokrystalů trigermanátu tetravizmutitého - BGO, vyznačující se tím, že monokrystal Bi^Ge^O^ je zahříván v atmosféře obsahující 10 Ϊ až 100 % kyslíku, přičemž zbytek tvoří netečný plyn, například dusík, při parciálním tlaku kyslíku rovném nebo vyšším než atmosférický a nižším než 1 MPa, při teplotě pohybující se v rozmezí teplot od teploty o 300 °C nižší k teplotě o 10 °C nižší, než je teplota tání, tj. 1 050 °C, tohoto monokrystalu.