RU2164562C1 - Method of producing lead-tungstate scintillation single crystal - Google Patents

Method of producing lead-tungstate scintillation single crystal Download PDF

Info

Publication number
RU2164562C1
RU2164562C1 RU2000103951A RU2000103951A RU2164562C1 RU 2164562 C1 RU2164562 C1 RU 2164562C1 RU 2000103951 A RU2000103951 A RU 2000103951A RU 2000103951 A RU2000103951 A RU 2000103951A RU 2164562 C1 RU2164562 C1 RU 2164562C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
single crystal
crystal
scintillation
molybdenum
lead
Prior art date
Application number
RU2000103951A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Н. Аненков
Михаил Васильевич Коржик
В.Л. Костылев
В.Д. Лигун
Original Assignee
Аненков Александр Николаевич
Михаил Васильевич Коржик
Костылев Вадим Леонидович
Лигун Владимир Дмитриевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Аненков Александр Николаевич, Михаил Васильевич Коржик, Костылев Вадим Леонидович, Лигун Владимир Дмитриевич filed Critical Аненков Александр Николаевич
Priority to RU2000103951A priority Critical patent/RU2164562C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2164562C1 publication Critical patent/RU2164562C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: methods of crystal production, particularly, methods of production of lead-tungstate single crystals; applicable in manufacture of scintillation members used in detectors of high-energy ionizing radiations operating under conditions of high dose loads in registration circuits requiring high time resolution. SUBSTANCE: PWO single crystal is produced by Czochralski method on seed oriented at an angle up to 10 deg to crystallographic axis "a" under conditions of suppression of oxidation of crystal-forming ions and stoichiometrization of melt and alloying with admixtures of lanthanum, yttrium and niobium in amount of 0.001-0.1 wt.%, and admixture of molybdenum in the form of PbMoO4 in amount to obtain molybdenum content in finished crystal of 0.01-0.1 wt.%. Scintillation single crystal of lead-tungstate produced of proposed method possesses high service properties such as increased light output of scintillations and luminescence spectrum displaced to green region relative to material described in prototype that extends the field of its application. Scintillation single crystal may be used for registration and spectrometry of particles and quanta in devices of physics of high, medium and low energies (above 100 MeV), particularly, in detectors of electromagnetic calorimeters of colliders, positron emission tomography using time-of-flight method of registration. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к способам получения кристаллов, а именно к способу получения монокристаллов вольфрамата свинца, и может быть использовано при изготовлении сцинтилляционных элементов, применяемых для регистрации и спектрометрии частиц и квантов в устройствах физики высоких, средних и низких энергий (более 100 МэВ), в частности в детекторах электромагнитных калориметров ускорителей на встречных пучках, в системах обнаружения взрывчатых веществ в аэропортах, в позитронной эмиссионной томографии, использующей времяпролетные методы регистрации. The invention relates to methods for producing crystals, and in particular to a method for producing single crystals of lead tungstate, and can be used in the manufacture of scintillation elements used for registration and spectrometry of particles and quanta in high, medium and low energy physics devices (more than 100 MeV), in particular in detectors of electromagnetic calorimeters of accelerators in oncoming beams, in systems for detecting explosives at airports, in positron emission tomography using the time-of-flight method registration.

Способом вытягивания из расплава по методу Чохральского получают монокристаллы различных типов, например ортогерманата висмута Bi4Ge3O12 (BGO) [1], двойного вольфрамата натрия - висмута NaBi(WO4)2 [2], вольфрамата свинца PbWO4 (PWO) [3, 4] и других, применяемых в качестве сцинтилляционных элементов в детекторах ионизирующих излучений.Single crystals of various types are obtained by the method of drawing from the melt according to the Czochralski method, for example, bismuth orthogermanate Bi 4 Ge 3 O 12 (BGO) [1], sodium double tungstate - bismuth NaBi (WO 4 ) 2 [2], lead tungstate PbWO 4 (PWO) [3, 4] and others used as scintillation elements in ionizing radiation detectors.

Сцинтилляционный монокристалл вольфрамата свинца (PWO) имеет существенные преимущества перед другими известными сцинтилляционными монокристаллами [5, 6], применяющимися в экспериментальной физике высоких энергий, что позволяет успешно использовать его в экспериментах по физике элементарных частиц, проводящихся на современных ускорителях, при высоких дозовых нагрузках в трактах регистрации обеспечивающих высокое разрешение по времени (порядка 130 пс). Lead tungstate scintillation single crystal (PWO) has significant advantages over other known scintillation single crystals [5, 6] used in experimental high-energy physics, which allows its successful use in experiments in elementary particle physics conducted on modern accelerators at high dose loads in registration paths providing high time resolution (about 130 ps).

Известен способ получения монокристалла вольфрамата свинца PWO по методу Чохральского вытягиванием из расплава на затравку, ориентированную под углом от нуля до десяти градусов к кристаллографической оси "а", из платиновых или иридиевых тиглей, при котором в исходную шихту входит окись-закись свинца Pb3O4, (сурик) в молярном соотношении с окислом вольфрама WO3 от 0,317 до 0,351 и примеси окислов металлов: лантана La, иттрия Y и ниобия Nb в количестве, чтобы в готовом кристалле суммарное содержание упомянутых металлов составило от 0.001 до 0.1 вес.%, процесс выращивания монокристалла производят в газовой среде, состоящей из инертных газов или азота с содержанием кислорода в пределах от 10-3 до 1 об.% при температуре расплава шихты от 1110 до 1150oC при скорости вытягивания затравки из расплава от 1.0 до 12.0 мм/ч со скоростью вращения затравки от 5 до 50 мин-1 и со скоростью охлаждения монокристалла после окончания процесса выращивания не более 150oC/ч, [4], принятый за прототип.A known method of producing a single crystal of lead tungstate PWO according to the Czochralski method by pulling from a melt a seed, oriented at an angle from zero to ten degrees to the crystallographic axis “a”, from platinum or iridium crucibles, in which lead oxide Pb 3 O is included in the initial charge 4 , (minium) in a molar ratio with tungsten oxide WO 3 from 0.317 to 0.351 and impurities of metal oxides: lanthanum La, yttrium Y and niobium Nb in an amount such that in the finished crystal the total content of these metals is from 0.001 to 0.1 wt.%, process single crystal growing is performed in a gaseous medium consisting of inert gases or nitrogen with an oxygen content in the range of 10 -3 to 1 vol.% at a melt temperature of the mixture from 1110 to 1150 o C at a speed of pulling the seed from the melt from 1.0 to 12.0 mm / h with the speed of rotation of the seed from 5 to 50 min -1 and with the cooling rate of the single crystal after the end of the growing process no more than 150 o C / h, [4], adopted as a prototype.

В результате получают монокристаллы диаметром до 50 мм, длиной до 270 мм. As a result, single crystals with a diameter of up to 50 mm and a length of up to 270 mm are obtained.

Полученный таким способом монокристалл PWO имеет высокую плотность (8.28 г/см3), большой эффективный атомный номер (Z=72), малую радиационную длину (Х0 = 0.9 см), высокую радиационную стойкость к ионизирующим излучениям и высокую скорость высвечивания сцинтилляций (от единиц до десятков нс), что позволяет использовать его в сцинтилляционных детекторах для регистрации частиц высоких энергий.The PWO single crystal obtained in this way has a high density (8.28 g / cm 3 ), a large effective atomic number (Z = 72), a small radiation length (X 0 = 0.9 cm), high radiation resistance to ionizing radiation, and a high rate of scintillation emission (from units up to tens of ns), which allows its use in scintillation detectors for detecting high-energy particles.

Однако полученный таким способом сцинтилляционный монокристалл обладает существенными недостатками: низким выходом света сцинтилляций, а максимум спектра люминесценции находится в области 420 нм, что затрудняет использование данного сцинтилляционного монокристалла совместно с полупроводниковыми фотоприемниками. However, the scintillation single crystal obtained in this way has significant drawbacks: low scintillation light output, and the maximum of the luminescence spectrum is in the region of 420 nm, which makes it difficult to use this scintillation single crystal together with semiconductor photodetectors.

Такой кристалл при длине 230 мм при комнатной температуре характеризуется световыходом от 10 до 14 фотоэлектронов/МэВ и малопригоден для детектирования гамма- квантов с энергиями менее 1 ГэВ при его использовании совместно с полупроводниковыми фотоприемниками типа лавинных фотодиодов (ЛФД), имеющих малый коэффициент усиления (50 - 150). Положение максимума спектра люминесценции в области 420 нм не соответствует положению максимума спектра конверсионной эффективности ЛФД 450 - 600 нм [7]. Such a crystal with a length of 230 mm at room temperature is characterized by a light output of 10 to 14 photoelectrons / MeV and is of little use for detecting gamma rays with energies less than 1 GeV when used in conjunction with semiconductor photodetectors such as avalanche photodiodes (APDs) with a small gain (50 - 150). The position of the maximum of the luminescence spectrum in the region of 420 nm does not correspond to the position of the maximum of the spectrum of the conversion efficiency of APD 450 - 600 nm [7].

Техническая задача, которую решает данное изобретение, заключается в создании способа получения сцинтилляционного монокристалла вольфрамата свинца (PWO), обладающего высокими потребительскими свойствами, путем изменения технологии выращивания посредством изменения химического состава исходной шихты. The technical problem that this invention solves is to create a method for producing scintillation lead tungstate single crystal (PWO) having high consumer properties by changing the growing technology by changing the chemical composition of the initial charge.

Предлагаемый способ получения сцинтилляционного монокристалла вольфрамата свинца обеспечивает значительное повышение световыхода сцинтилляций, а также сдвиг максимума люминесценции в зеленую область спектра (до 520 нм). The proposed method for producing a scintillation single crystal of lead tungstate provides a significant increase in the scintillation light yield, as well as a shift in the luminescence maximum to the green region of the spectrum (up to 520 nm).

Для достижения указанных технических результатов используют предлагаемый способ получения монокристалла вольфрамата свинца (PWO) по методу Чохральского вытягиванием из расплава на затравку, ориентированную под углом от нуля до десяти градусов к кристаллографической оси "а", из платиновых или иридиевых тиглей, при котором в исходную шихту входит окись-закись свинца Pb3O4 (сурик) в молярном соотношении с окислом вольфрама WO3 от 0.317 до 0.351 и примеси окислов металлов: лантана La, иттрия Y и ниобия Nb в количестве, чтобы в готовом кристалле суммарное содержание упомянутых металлов составило от 0.001 до 0.1 вес. %, процесс выращивания монокристалла производят в газовой среде, состоящей из инертных газов или азота с содержанием кислорода в пределах от 10-3 до 1 об.% при температуре расплава шихты от 1110 до 1150oC при скорости вытягивания затравки из расплава от 1.0 до 12.0 мм/ч со скоростью вращения затравки от 5 до 50 мин-1 и со скоростью охлаждения монокристалла после окончания процесса выращивания не более 150oC/ч, отличающийся тем, что в исходную шихту вводят примесь молибдена в виде PbMoO4 в количестве, чтобы в готовом кристалле содержание молибдена составило от 0.01 до 0.1 весовых%.To achieve the indicated technical results, the proposed method for producing lead tungstate single crystal (PWO) is used according to the Czochralski method by drawing from a melt onto a seed oriented at an angle from zero to ten degrees to the crystallographic axis “a”, from platinum or iridium crucibles, in which to the initial charge includes oxide-lead oxide Pb 3 O 4 (minium) in a molar ratio with tungsten oxide WO 3, from 0.317 to 0.351 and an impurity metal oxides: lanthanum La, yttrium Y, and niobium Nb in an amount to total in the finished crystal said metals content was from 0.001 to 0.1 wt. %, the process of growing a single crystal is carried out in a gas medium consisting of inert gases or nitrogen with an oxygen content in the range from 10 -3 to 1 vol.% at a melt temperature of the mixture from 1110 to 1150 o C at a speed of pulling the seed from the melt from 1.0 to 12.0 mm / h with a speed of rotation of the seed from 5 to 50 min -1 and with a cooling rate of a single crystal after the end of the growing process is not more than 150 o C / h, characterized in that an impurity of molybdenum in the form of PbMoO 4 is introduced into the initial charge in an amount that the finished crystal the molybdenum content was from 0.01 to 0.1 weight%.

В результате получают монокристаллы диаметром до 50 мм, длиной до 270 мм. As a result, single crystals with a diameter of up to 50 mm and a length of up to 270 mm are obtained.

Использование молибдена в качестве легирующей примеси обусловлено следующим. Известно [3], что сцинтиллирующие вольфраматы принадлежат к классу так называемых самоактивированных сцинтилляторов с сильно потушенной люминесценцией. Их радиолюминисценция обусловлена излучательным переходами анионных регулярных WO4 2- оксикомплексов. Примесь молибдена создает в кристаллах PbWO2 дополнительные люминесцентные центры MoО4 2-. Собственно примесные центры MoO4 2- при концентрации Mo 0.01-0.1 вес% в кристаллах PbWO4, при внутрицентровом фотовозбуждении демонстрируют быстро распадающуюся зеленую люминесценцию с излучательными временами от 10 до 300 нс. Комплекс MoO4 2- имеет энергетическую структуру, подобную вольфрамовому оксикомплексу WO4 2-, однако он имеет более низкую энергию излучательного состояния, что и обуславливает зеленую люминесценцию этого центра. При небольших концентрациях молибдена до 0.1 вес. %, данный центр вносит дополнительный вклад в суммарную люминесценцию. При более высоких концентрациях комплекс MoO4 2- выступает тушителем люминесценции вольфрамовых оксикомплексов. Таким образом, в указанном диапазоне концентраций активатора люминесценция сцинтилляций является суперпозицией люминесценций регулярных и молибденовых групп, что приводит к увеличению световыхода и смещению максимума суммарной люминесценции к 520 нм.The use of molybdenum as a dopant is due to the following. It is known [3] that scintillating tungstates belong to the class of so-called self-activated scintillators with strongly quenched luminescence. Their radioluminescence is due to radiative transitions of anionic regular WO 4 2 -oxy complexes. An admixture of molybdenum creates additional luminescent centers of MoO 4 2– in PbWO 2 crystals. MoO 4 2– impurity centers proper, at a Mo concentration of 0.01–0.1 wt% in PbWO 4 crystals, exhibit rapidly decaying green luminescence with radiative times from 10 to 300 ns under intracenter photoexcitation. The MoO 4 2– complex has an energy structure similar to the tungsten oxycomplex WO 4 2– ; however, it has a lower energy of the radiative state, which determines the green luminescence of this center. At low concentrations of molybdenum up to 0.1 weight. %, this center makes an additional contribution to the total luminescence. At higher concentrations, the MoO 4 2– complex acts as a quencher of luminescence of tungsten oxy complexes. Thus, in the indicated range of activator concentrations, scintillation luminescence is a superposition of luminescence of regular and molybdenum groups, which leads to an increase in light output and a shift in the maximum of total luminescence to 520 nm.

Полученные монокристаллы контролируют по содержанию примеси молибдена по величине светового выхода сцинтилляций, времени высвечивания импульса и радиационной стойкости. При этом используют соответственно метод атомно-абсорбционного анализа, стандартную методику измерения световыхода по пику полного поглощения γ-квантов источника 60Со, одноэлектронный метод при возбуждении α-частицами от источника Pu238 и измерение оптического пропускания образцов до и после γ-облучения фиксированной дозой от источника Со60.The obtained single crystals are controlled by the content of the molybdenum impurity by the magnitude of the light output of scintillations, the time of emission of the pulse, and radiation resistance. In this case, the atomic absorption analysis method, the standard method for measuring the light yield from the peak of total absorption of γ rays of a 60 Co source, the one-electron method when excited by α particles from a Pu 238 source, and measuring the optical transmittance of samples before and after γ irradiation with a fixed dose of source Co 60 .

Для измерения сцинтилляционных характеристик из кристаллов изготавливают элементы длиной 230 мм и площадью сечения 24х24 мм2, плоскости которых полируют по классу Rz 0,025. Дополнительно отбирают пробы материала для контроля содержания легирующих металлов. На изготовленных элементах контролируют также по изменению оптических спектров пропускания радиационную стойкость материала. Спектры измеряют на спектрофотометре на длине волны максимума полосы излучения сцинтилляций 440 нм до и после облучения элемента от источник γ-квантов с энергией 1,22 МэВ (Со60) с поглощенной дозой 100 крад.To measure scintillation characteristics, crystals are made of crystals with a length of 230 mm and a cross-sectional area of 24x24 mm 2 , the planes of which are polished according to the class R z 0.025. Additionally, material samples are taken to control the content of alloying metals. On the manufactured elements, the radiation resistance of the material is also controlled by changing the optical transmission spectra. The spectra are measured on a spectrophotometer at the wavelength of the maximum scintillation emission band of 440 nm before and after irradiation of the element from a source of γ-rays with an energy of 1.22 MeV (Co 60 ) with an absorbed dose of 100 krad.

Пример 1. Изготавливают смеси оксида вольфрама WO3 и сурика Pb3O4 марки ОСЧ в стехиометрическом молярном соотношении 0,33 и примеси окислов металлов La, Y и Nb проводят наплавление платинового или иридиевого тигля. В часть смесей основной шихты вводят добавки PbMoO4 в различных количествах. Из смесей с содержанием примеси молибдена от 0.01 до 0.1 вес.% методом Чохральского получают монокристаллы (см. таблицу). При содержании легирующей примеси более 0.1 вес. %, люминесценция регулярных групп тушится примесью молибдена, а интенсивность собственной люминесценции молибденовых групп значительно падает за счет межцентрового взаимодействия, что приводит к суммарному падению световыхода до 5 фотоэлектронов/МэВ. При концентрациях примеси молибдена менее 0.01 вес.%, молибденовые группы не вносят существенного вклада в световыход.Example 1. A mixture of tungsten oxide WO 3 and meerkat Pb 3 O 4 of the OCP grade is made in a stoichiometric molar ratio of 0.33 and impurities of the oxides of metals La, Y and Nb, and platinum or iridium crucible is fused. Additives PbMoO 4 in various amounts are introduced into a part of the main charge mixtures. Single crystals are obtained from mixtures with a molybdenum impurity content of 0.01 to 0.1 wt.% By the Czochralski method (see table). When the content of the dopant is more than 0.1 weight. %, the luminescence of regular groups is quenched by an admixture of molybdenum, and the intrinsic luminescence intensity of molybdenum groups significantly decreases due to the intercenter interaction, which leads to a total decrease in the light output to 5 photoelectrons / MeV. When the concentration of the molybdenum impurity is less than 0.01 wt.%, Molybdenum groups do not make a significant contribution to the light output.

Из таблицы следует, что при введении в указанном количестве примеси молибдена в монокристаллы PWO, выращенные из смеси оксида вольфрама WO3 и сурика Pb3O4 марки ОСЧ в стехиометрическом молярном соотношении 0.33, полученный сцинтилляционный материал обладает высоким световыходом. Максимум спектра люминесценции находится в области 440 - 520 нм, в зависимости от концентрации молибдена.It follows from the table that, when molybdenum impurities are introduced into the indicated amount into PWO single crystals grown from a mixture of tungsten oxide WO 3 and meerkat Pb 3 O 4 grade OCP in a stoichiometric molar ratio of 0.33, the resulting scintillation material has a high light output. The maximum of the luminescence spectrum is in the range of 440 - 520 nm, depending on the concentration of molybdenum.

Техническим результатом данного изобретения является создание способа получения сцинтилляционного монокристалла вольфрамата свинца (PWO), обладающего высокими потребительскими свойствами: увеличенным световым выходом сцинтилляций и смещенным в зеленую область положением максимума спектра люминесценции относительно материала, описанного в прототипе, что расширяет диапазон его применения. Данный сцинтилляционный монокристалл может найти применение для регистрации и спектрометрии частиц и квантов в устройствах физики высоких, средних и низких энергий (более 100 МэВ), в частности в детекторах электромагнитных калориметров ускорителей на встречных пучках, в системах обнаружения взрывчатых веществ в аэропортах, в позитронной эмиссионной томографии, использующей времяпролетные методы регистрации. В этом случае повышенный световыход и смещенный в зеленую область спектр люминесценции позволяет использовать данный сцинтилляционный монокристалл совместно с полупроводниковыми фотодиодами, в частности с лавинными фотодиодами в качестве фотоприемников. The technical result of this invention is the creation of a method for producing a scintillation single crystal of lead tungstate (PWO) with high consumer properties: increased light output of scintillations and shifted to the green region by the position of the maximum of the luminescence spectrum relative to the material described in the prototype, which extends the range of its application. This scintillation single crystal can be used for registration and spectrometry of particles and quanta in devices of high, medium and low energy physics (more than 100 MeV), in particular in detectors of electromagnetic calorimeters of accelerators in oncoming beams, in detection systems for explosives in airports, in positron emission tomography using time-of-flight registration methods. In this case, the increased light output and the luminescence spectrum shifted toward the green region make it possible to use this scintillation single crystal together with semiconductor photodiodes, in particular, avalanche photodiodes as photodetectors.

Литература
1. Способ получения кристаллов ортогерманата висмута. Авторское свидетельство SU 1745779 Al.
Literature
1. A method of producing crystals of bismuth orthogermanate. Copyright certificate SU 1745779 Al.

2. Сцинтилляционный материал. Патент Российской Федерации. RU 2059026 C1. 2. Scintillation material. Patent of the Russian Federation. RU 2059026 C1.

3. P.Lecoq, I.Dafinei, E.Auffay et al., NIM A365 (1995) 291-298. 3. P. Lecoq, I. Dafinei, E. Auffay et al., NIM A365 (1995) 291-298.

4. Способ получения сцинтилляционного монокристалла вольфрамата свинца. Патент Российской Федерации. RU 2132417 C1. 4. A method for producing a scintillation single crystal of lead tungstate. Patent of the Russian Federation. RU 2132417 C1.

5. V.G. Baryshevsky, M.V. Korzhik, V.I. Moroz et al. Single crystals of tungsten compounds as promising materials for the total absorption detectors of the e.m. calorimeters. Nucl. Instr. and Meth. Vol. A322 (1992) 231. 5. V.G. Baryshevsky, M.V. Korzhik, V.I. Moroz et al. Single crystals of tungsten compounds as promising materials for the total absorption detectors of the e.m. calorimeters. Nucl. Instr. and Meth. Vol. A322 (1992) 231.

6. R.Novotny, W.Doring, K.Mengel, V.Metag, Response function of PbW04 - Detectors to Electrons and Photons between 50 and 855 MeV Energy. In Proc. SCINT'97 September 22-25, 1997, Shanghai, China. P.21. 6. R. Novotny, W. Doring, K. Mengel, V. Metag, Response function of PbW04 - Detectors to Electrons and Photons between 50 and 855 MeV Energy. In Proc. SCINT'97 September 22-25, 1997, Shanghai, China. P.21.

7. CMS. The Electromagnetic Calorimeter Technical Design Report. /CERN/LHCC 97-33. CMS TDR4. - 15 December 1997. 7. CMS. The Electromagnetic Calorimeter Technical Design Report. / CERN / LHCC 97-33. CMS TDR4. - December 15, 1997.

Claims (1)

Способ получения сцинтилляционного монокристалла вольфрамата свинца (PWO) по методу Чохральского вытягиванием из расплава на затравку, ориентированную под углом от 0 до 10o к кристаллографической оси "а", из платиновых или иридиевых тиглей, при котором в исходную шихту входит окись-закись свинца Pb3O4 (сурик) в молярном соотношении с окислом вольфрама WO3 от 0,317 до 0,351 и примеси окислов металлов: лантана La, иттрия Y и ниобия Nb в количестве, чтобы в готовом кристалле суммарное содержание упомянутых металлов составило от 0,001 до 0,1 вес.%, процесс выращивания монокристалла производят в газовой среде, состоящей из инертных газов или азота с содержанием кислорода в пределах от 10-3 до 1 об.% при температуре расплава шихты от 1110 до 1150oС при скорости вытягивания затравки из расплава от 1,0 до 12,0 мм/ч со скоростью вращения затравки от 5 до 50 мин-1 и со скоростью охлаждения монокристалла после окончания процесса выращивания не более 150oС/ч, отличающийся тем, что в исходную шихту вводят примесь молибдена в виде PbMoO4 в количестве, чтобы в готовом кристалле содержание молибдена составило от 0,01 до 0,1 вес.%.A method of producing a scintillation single crystal of lead tungstate (PWO) according to the Czochralski method by drawing from a melt onto a seed, oriented at an angle from 0 to 10 o to the crystallographic axis "a", from platinum or iridium crucibles, in which lead oxide Pb is included in the initial charge 3 O 4 (red oxide) in a molar ratio with tungsten oxide WO 3 from 0.317 to 0.351 and impurities of metal oxides: lanthanum La, yttrium Y and niobium Nb in an amount so that in the finished crystal the total content of the mentioned metals is from 0.001 to 0.1 weight .%, the process of growing Bani single crystal is produced in a gas atmosphere consisting of inert gases or nitrogen with an oxygen content ranging from 10 -3 to 1 vol.% at a melt temperature of the batch from 1110 to 1150 o C at a speed of pulling the seed from the melt between 1.0 and 12, 0 mm / h with a speed of rotation of the seed from 5 to 50 min -1 and with a cooling rate of a single crystal after the end of the growing process is not more than 150 o C / h, characterized in that an impurity of molybdenum in the form of PbMoO 4 is introduced in the quantity so that in the finished crystal, the molybdenum content was from 0.01 to 0.1 wt.% .
RU2000103951A 2000-02-18 2000-02-18 Method of producing lead-tungstate scintillation single crystal RU2164562C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000103951A RU2164562C1 (en) 2000-02-18 2000-02-18 Method of producing lead-tungstate scintillation single crystal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000103951A RU2164562C1 (en) 2000-02-18 2000-02-18 Method of producing lead-tungstate scintillation single crystal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2164562C1 true RU2164562C1 (en) 2001-03-27

Family

ID=20230765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000103951A RU2164562C1 (en) 2000-02-18 2000-02-18 Method of producing lead-tungstate scintillation single crystal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2164562C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105016389A (en) * 2015-07-14 2015-11-04 首都师范大学 Carbon shell-coated lead molybdate nanocrystal and preparation method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ARORA S.K. et all "Elux growth and electrical properties of PbMO crystals". "J.Crystal Grjwth", 1982, v.57, № 2, p.452-455. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105016389A (en) * 2015-07-14 2015-11-04 首都师范大学 Carbon shell-coated lead molybdate nanocrystal and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120119092A1 (en) Scintillating material having low afterglow
US7404913B2 (en) Codoped direct-gap semiconductor scintillators
Usui et al. Comparative study of scintillation and optical properties of Ga2O3 doped with ns2 ions
Zorenko et al. Scintillating screens based on the LPE grown Tb3Al5O12: Ce single crystalline films
CN113325462B (en) Preparation method of perovskite nanocrystal-based gamma ray scintillation conversion screen
Korjik et al. Significant improvement of GAGG: Ce based scintillation detector performance with temperature decrease
Yang et al. A novel scintillation screen for achieving high-energy ray detection with fast and full-color emission
EP3633081A1 (en) Single crystal with garnet structure for scintillation counters and method for producing same
Chval et al. Development of new mixed Lux (RE3+) 1− xAP: Ce scintillators (RE3+= Y3+ or Gd3+): comparison with other Ce-doped or intrinsic scintillating crystals
US7019284B2 (en) Ultraviolet emitting scintillators for oil detection
Okazaki et al. Radiation-induced luminescence properties of Tm-doped Bi4Ge3O12 single crystals
Wang et al. Optical and scintillation properties of Ce-doped (Gd2Y1) Ga2. 7Al2. 3O12 single crystal grown by Czochralski method
Degoda et al. Temperature dependence of luminescence intensity in ZnMoO4 crystals
Witkiewicz-Lukaszek et al. Liquid phase epitaxy growth of high-performance composite scintillators based on single crystalline films and crystals of LuAG
Wen et al. Scintillator‐oriented near‐infrared emitting Cs4SrI6: Yb2+, Sm2+ single crystals via sensitization strategy
Wang et al. Improvement of Energy Resolution and Neutron–Gamma Discrimination of NaI: Tl, 6 Li Single Crystal Scintillators by Ca 2+ and Sr 2+ Co-Doping
RU2164562C1 (en) Method of producing lead-tungstate scintillation single crystal
Pejchal et al. Luminescence and scintillation properties of strontium hafnate and strontium zirconate single crystals
CN113512757B (en) Large-block high-quality scintillation crystal and preparation method and application thereof
Saha et al. Luminescence and scintillation properties of Czochralski grown Pr3+ doped Li6Y (BO3) 3 single crystal
RU2132417C1 (en) Method of preparing scintillation lead tungstate monocrystal
RU2723395C1 (en) Scintillation material and method for its production
Chewpraditkul et al. Luminescence and scintillation response of YGd2Al2Ga3O12: Ce and LuGd2Al2Ga3O12: Ce scintillators
Wisniewski et al. Scintillation Properties and Time-Resolved Spectroscopy of a Novel Scintillator Material: Ce $^{3+} $-Activated Li $ _ {3} $ Lu (PO $ _ {4} $) $ _ {2} $ Crystals
Tsubota et al. Luminescence properties and Crystal structures of Pr-doped GPS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080219