Спосіб одержання монокристалів іодиду цезію

Изобретение относится к технологии выращивания монокристаллов и может быть использовано при получении высокочистых щелочно-галоидных кристаллов, применяемых, в частности, для изготовления сцинтилляционных детекторов рентгеновского и гамма-излучения в ядерной физике и физике высоких энергий. Особенно большой интерес для этих целей представляют сцинтилляторы, имеющие короткое время высвечивания (десятки не), высокие световой выход и плотность, что позволяет регистрировать потоки гамма-квантов высокой интенсивности, улучшать временное разрешение детекторов и значительно расширяет область их применения. Одним из таких сцинтилляторов является неактивированный йодид цезия. Однако интенсивность быстрых сцинтилляций йодида цезия в значительной степени зависит от способа получения кристалла [N.V. Shiran, Т.А. Charkina, el al. "Radiation damahe and afterglow of fast Csi-type Scintillators", "Nucl. Tracks. Meas," 1993, Vol. 21, № 1, p. 107-108]. При этом основными характеристиками, по которым проводят сравнения, являются световой выход сцинтилляционных детекторов размером Æ50x250 мм, коэффициент поглощения на длине волны 310 нм, характерной для излучения быстрых сцинтилляций, а также отношение интенсивности быстрого компонента к суммарной интенсивности сцинтилляций (If/It) при облучении источником гамма-излучения 137Cs с Ea=662 кэВ, где If - интенсивность компонентов с временем затухания tf0,7. Пример реализации способа. 100 кг высушенного сырья - йодида цезия квалификации ос.ч. загружают в тигель ростовой установки. Печь герметизируют и откачивают до давления 1 атм. При непрерывном вакуумировании повышают температуру бокового и донного нагревателя до 790°С. После расплавления сырья в вакууме откачку прекращают, снижают температуру до 740°С, выдерживают расплав 30 минут. Затем ростовую камеру заполняют инертным газом (например, аргоном) и снижают температуру бокового и донного нагревателя до 600°С (Тпл.= 621 °С). Сквозь корочку закристаллизовавшегося расплава на штоке опускают слиток кристаллов йодида цезия, в углубление которого упакована навеска 5 г металлического йода (0,05% от массы йодида цезия). Выдерживают один час. затем повышают температуру бокового и донного нагревателя до 790°С, расплавляют закристаллизовавшийся слой расплава и проводят откачку паров йода и продуктов его взаимодействия с расплавом в течение 30 минут. Прекращают откачку, заполняют ростовую камеру инертным газом и выращивают кристалл. Таким же способом при заявляемых значениях технологических параметров получены кристаллы йодида цезия с отношением If/It 0,70-0,85 (см. таблицу). Из таблицы видно, что в о тличие от прототипа, в монокристаллах, полученных по предлагаемому способу, отношение lf/lt в 1,2-1,4 раза выше, а световой выход быстрых компонентов сцинтилляций для детекторов на основе этих кристаллов составляет от 250 до 280 фотонов/МэВ.