RU1362088C - Монокристаллический материал для спектрометрических сцинтилляторов и способ его получения - Google Patents
Монокристаллический материал для спектрометрических сцинтилляторов и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU1362088C RU1362088C SU3930888A RU1362088C RU 1362088 C RU1362088 C RU 1362088C SU 3930888 A SU3930888 A SU 3930888A RU 1362088 C RU1362088 C RU 1362088C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- energy
- iodide
- thallium
- addition
- temperature range
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к выращиванию монокристаллов из расплава, которые используют в сцинтилляционных счетчиках для регистрации и спектрометрии ионизирующих излучений. Цель - повышение радиационной стойкости материала, его параметров по энергетическому и временному разрешению высокоэнергетических излучений и расширение температурного диапазона использования. Материал имеет состав, соответствующий формуле (CsI)x(CsBr) (TII), где 0,947 ≅ x ≅ 0,948 и 0,049 ≅ y ≅ 0,050[I-(x+y)]. Способ включает плавление исходной шихты, содержащей йодистый цезий, активирующую добавку йодистого таллия, добавку графита в качестве раскислителя, добавку бромистого цезия в количестве 5 мас. % и добавку таллия в количестве 0,6-1,0 мас.%. Направленную кристаллизацию ведут при остаточном давлении в ампуле не более 5 мм рт.ст. Монокристаллы имеют энергетический выход до 24%, температурный диапазон использования 12 - 300 К, время нарастания сцинтилляций 15 нс, время затухания 15 нс. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к выращиванию монокристаллов из расплава, предназначенных для использования в сцинтилляционных счетчиках для регистрации и спектрометрии ионизирующих излучений.
Цель изобретения - повышение радиационной стойкости материала, его параметров по энергетическому и временному разрешению ионизирующих излучений и расширение температурного диапазона использования.
П р и м е р 1. Внутреннюю поверхность ампулы из кварцевого стекла с конусным основанием диаметром 100-105 мм и высотой в цилиндрической части, равной 300-320 мм, покрывают тонким слоем графита или акводага (прокаленных после нанесения до 800оС). В такую ампулу с цилиндрическим отростком для вывода части сосуда из ростовой печи и с двумя патрубками засыпают смесь, содержащую цезий йодистый марки о.с.ч. в количестве 3000 г, спектрально-чистый графит (крупность зерен в пределах 100-120 мкм) в количестве 15 г, таллий йодистый марки о.с.ч. в количестве 18 г и 150 г бромистого цезия.
Ампулу устанавливают на термоизолирующей подставке в верхней камере ростовой печи. Наружу через уплотняющие крышки и асбестовую изоляцию выводят кварцевую трубку с двумя патрубками. Один из них через вакуумный кран присоединяют к вакуумной системе, а другой также через кран присоединяют к стеклянной ловушке, заполненной безводным хлористым кальцием или пятиокисью фосфора для изоляции от влаги рабочего помещения. Под атмосферным давлением ампулу нагревают в форсированном режиме до 500оС. В этих условиях исключается фототермическое разложение активатора, ускоряемое вакуумом. Печь выводят на режим перегрева: температура на нагревателе в диафрагме 850оС. Нижняя камера печи при использовании графитизированных ампул специально не нагревается. При расплавлении шихты происходит раскисление расплава, а избыток графита всплывает на поверхность и не мешает последующему выращиванию совершенных монокристаллов. С помощью ротационного масляного насоса из ампулы откачивают воздух до достаточного давления не более 5 мм рт.ст. Вакуум контролируется манометром. Выращивание монокристалла ведут по мере продвижения ампулы из вер- хней камеры печи в нижнюю с помощью электропривода и редуктора со скоростью 2 мм/ч. Режим кристаллизации в верхней камере печи 625оС. На нагревателе в диафрагме 800оС. Выращенный кристалл извлекают из ампулы и переносят его (обычно с группой аналогичных) в отжиговую печь, постоянно нагревая ее до 500оС и охлаждая до комнатной температуры со скоростью 20оС/ч. Выращивание монокристаллов и их отжиг осуществляются на автоматическом режиме с использованием ВРТ (высокочастотных регуляторов температуры) с датчиками от платино-платинородиевых термопар. Полученные из монокристалла сцинтилляторы имеют высокую прозрачность 0,005 см-1 для λ - 560 нм и вдвое более высокий энергетический выход по сравнению с детекторами из известного материала.
На чертеже представлены нормированные спектры катодолюминесценции монокристалла, измеренные при 300 К (кривая 1) и при 77 К (кривая 2).
П р и м е р 2. Повторяют пример 1 за исключением того, что таллий йодистый и цезий бромистый вводят в шихту в количествах 30 г и 150 г (или 1 и 5 мас. % ) соответственно. Сцинтилляторы имеют высокую прозрачность (0,005 см-1 для λ = 560 нм) и вдвое более высокой энергетический выход по сравнению с известными детекторами.
В зависимости от назначения сцинтилляционных детекторов определяется по известным методикам их вибро-, ударо-, термоустойчивость, а также устойчивость сцинтилляторов с новыми качествами против высокоэнергетических излучений большой дозы (порядка 5 ˙107 г с 45 г/с).
Таким образом, технико-экономическая эффективность предлагаемого материала и способа его получения по сравнению с прототипом заключается в следующем: высокое значение энергетического выхода (до 24%) и отсутствие послесвечения; широкий температурный диапазон использования (от 330 до 12 К); малая инерционность - время нарастания сцинтилляций 3 нс (независимо от температуры), время затухания 0,45 мкс; повышенная радиационная механическая и термическая стойкость; упрощенная технология синтеза, обусловленная протеканием процесса кристаллизации при остаточном давлении над расплавом ≈ 5 мм рт.ст.
Claims (2)
1. Монокристаллический материал для спектрометрических сцинтилляторов на основе йодистого цезия, активированного таллием йодистым, отличающийся тем, что, с целью повышения радиационной стойкости материала, его параметров по энергетическому и временному разрешению ионизирующих излучений и расширения температурного диапазона использования, он дополнительно содержит легирующую примесь в виде бромистого цезия и имеет состав, соответствующий следующей формуле:
(CsI)x(CsBr)y(TlI)[1-(x+y)] ,
где 0,947 ≅ x ≅ 0,948;
0,049 ≅ y ≅ 0,050.
(CsI)x(CsBr)y(TlI)[1-(x+y)] ,
где 0,947 ≅ x ≅ 0,948;
0,049 ≅ y ≅ 0,050.
2. Способ получения монокристаллического материала для спектрометрических сцинтилляторов, включающий плавление шихты, содержащей цезий йодистый, добавку активирующего йодистого таллия и графита в качестве раскислителя и последующую направленную кристаллизацию расплава, отличающийся тем, что, с целью повышения радиационной стойкости материала, его параметров по энергетическому и временному разрешению ионизирующих излучений и расширения температурного диапазона использования, в шихту дополнительно вводят бромистый цезий в количестве 5 мас.% и таллий в количестве 0,6 - 1,0 мас. % , а кристаллизацию ведут при остаточном давлении в ампуле не более 5 мм рт. ст.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3930888 RU1362088C (ru) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | Монокристаллический материал для спектрометрических сцинтилляторов и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3930888 RU1362088C (ru) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | Монокристаллический материал для спектрометрических сцинтилляторов и способ его получения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1362088C true RU1362088C (ru) | 1994-12-30 |
Family
ID=30440291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU3930888 RU1362088C (ru) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | Монокристаллический материал для спектрометрических сцинтилляторов и способ его получения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1362088C (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11161751B2 (en) | 2017-11-15 | 2021-11-02 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Composition for conducting material removal operations and method for forming same |
-
1985
- 1985-07-19 RU SU3930888 patent/RU1362088C/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1704156, кл. C 30B 11/02, 1982. * |
Авторское свидетельство СССР N 725296, кл. C 30B 11/02, 1975. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11161751B2 (en) | 2017-11-15 | 2021-11-02 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Composition for conducting material removal operations and method for forming same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8692203B1 (en) | Iodide scintillator for radiation detection | |
CN101070607A (zh) | 新型闪烁晶体LaBr3:Ce3+的坩埚下降法生长工艺 | |
US3373279A (en) | Europium activated strontium iodide scintillators | |
US3857679A (en) | Crystal grower | |
RU1362088C (ru) | Монокристаллический материал для спектрометрических сцинтилляторов и способ его получения | |
CN105154973B (zh) | 多离子掺杂大尺寸溴化镧单晶闪烁体及其制备方法 | |
Zhmoidin et al. | Conditions and mechanism of interconvertibility of compounds 12CaO. 7Al2O3 and 5CaO. 3Al2O3 | |
WO2004086089A1 (ja) | 熱蛍光線量計用フッ化物単結晶材料及び熱蛍光線量計 | |
CN108411366B (zh) | 一种卤化亚汞单晶体的生长装置及方法 | |
US3769230A (en) | Calcium fluoride-rare earth fluoride fluorescent compound useful as alaser crystal | |
US4023059A (en) | High pressure light emitting electric discharge device | |
US4199396A (en) | Method for producing single crystal gadolinium gallium garnet | |
GB1412687A (en) | Growing crystals from solution | |
US3394081A (en) | Synthetic quartz growth using lithium ions in the nutrient solution | |
CN206814879U (zh) | 用于生长晶体的全封闭式坩埚 | |
RU2021218C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХАЛЬКОГЕНИДНОГО СТЕКЛА GeS2 | |
RU1626741C (ru) | Монокристаллический материал для спектрометрических сцинтилляторов | |
CN109457296B (zh) | 掺铈溴化镧的制备方法和装置 | |
CN100408731C (zh) | 用碘化铅熔体生长单晶体的方法 | |
GB1565407A (en) | Method for producing single crystal gadolinium gallium | |
CN114622268B (zh) | 一种大尺寸多组分氯化物闪烁晶体及其制备方法与应用 | |
CA1215212A (en) | Photoluminescent phosphors and x-ray imaging systems utilizing such phosphors | |
RU1471546C (ru) | Способ получени сцинтилл тора на основе иодида цези | |
US5039448A (en) | Photoluminescent phosphors | |
CA1055816A (en) | Method of producing sodium beta-alumina single crystals |