Сцинтилятор

Изобретение относится к области сцинтилляционной техники и предназначено для регистрации ионизирующих излучений в ядерно-физических исследованиях. Известен [Ершов Н.Н., Захаров Г.М. и др. Рентгенолюминесценция чистых и акти-вированных Sm и Ег кристаллов СаТ2//Журн. прикл. спектроскопии, 1984. Т.40. - № 6. - С.1019-1021] сцинтиллятор CdF2, обладающий временем высвечивания ~5 не и излучением с максимумом в области 420 нм. Недостатком сцинтиллятора CdF2 является сравнительно низкая эффективность регистрации из-за низкого эффективного атомного номера и относительно низкое временное разрешение. Наиболее близким техническим решением принятым за прототип, является слоистый неорганический сцинтиллятор Cdl2:CdCf2 [Аверкиев В.В., Болеста И.М., Лыскович А.Б. и др. Исследование кинетики радиолюминесценции в чистых и активированных кристаллах йодистого кад-мия//Укр.фмз.журн., 1980. - Т.25. -№8.-С.1392-1394]. Этот сцинтиллятор имеет плотность 5,6 г/см 3, эффективный атомный номер 52 и характеризуется полосой излучения с максимумом около 500 нм. Импульс сцинтилляций слоистого кристалла Cdl2:CdCl 2 характеризуется основным временем высвечивания 4 не. Недостатками этого сцинтиллятора как и CdF2 для ряда экспериментов в физике высоких энергий является относительно низкая эффективность регистрации и неудовлетворительное временное разрешение. Поставленная задача заключается в повышении эффективности регистрации и улучшении временного разрешения сцинтиллятора на основе слоистого соединения галогенида металла. Технический результат, который достигается при использовании изобретения - повышение быстродействия и эффективности регистрации фотонных излучений с энергией квантов более 200 кэВ при работе сциитиллятора в быстрых электронных трактах. Указанный технический результат достигается тем, что в качестве сцинтиллятора применяется монокристалл йодистого евин- ' ца. На фиг. 1 приведены нормированные по максимуму спектры рентгенолюминесцен-ции монокристалла Рbl2 при температуре 295 (кривая 1) и 77 (кривая 2); на фиг. 2 показан сцинтилляционный импульс монокристалла Рbl2 при комнатной температуре. Для доказательства возможности реализации заявляемого изобретения методом СтокбаргераБриджмена были выращены монокристаллы РЬІ2 из моли марки "ч.д.а.", дополнительно очищенной методом многократной зонной плавки. Кристаллы получали следующим образом. В ампулу из кварца с коническим дном загружали очищенную соль Рbl2 массой ~ 80 г. Ампулу с шихтой в процессе вакуумирования прогревали в печи сопротивления на протяжении 3 ч до температуры 150°С. Затем ампулу запаивали и помещали в печь роста, где производили плавление шихты и выргщивание монокристалла путем пропускания ампулы с расплавом соли РЬІ2 со скоростью ~ 2 мм/ч через температурный градиент 40-60 град/см в зоне кристаллизации. После окончания процесса роста ампулу с монокристаллами охлаждали до комнатной температуры со скоростью 20-30 град/ч. Образцы в виде пластин размером 15 х 15 (0,5-2,0) мм 3 для исследований получали из монокристаллов путем скалывания. В процессе измерения спектрально-кинетических характеристик образцов Рbl2 методом времякоррелируемого счета единичных фотонов установлено, что при комнатной температуре спектр рентгенолю-минесценции заявляемого сцинтиллятора характеризуется полосой с максимумом при 550 нм (фиг. 1, кривая 1). Понижение температуры кристалла до 77 К приводит к повышению интенсивности рентгенолюминес-ценции в 25 раз. При этом максимум свечения смещается в область 515 нм (фиг. 1, кривая 2). При комнатной температуре импульс рентгенолюминесценции Рbl2 (фиг. 2) характеризуется быстрым затуханием с х. < 0,5 не. Короткий компонент свечения также наблюдается в импульсе сцинтилляций РЫг и при 77 К. Световыход заявляемого сцинтиллятора при комнатной температуре составляет 0,1-0,2% от свето выхода сцинтиллятора Nal:TI. При 77 К световыход РЫг составляет «4% от Nal:Tl. Преимущество заявляемого сцинтиллятора, по сравнению с прототипом, заключается в том, что он характеризуется лучшим быстродействием и повышенной эффективностью регистрации, поскольку его время высвечивания составляет t£ 0,5 нм и ZЭфф . = 69. Он может найти применение в быстрых электронных трактах, например, при исследовании временной структуры кратковременных потоков фотонных излучателей с энергией квантов 5: 200 кэВ.