Термолюмінесцентний детектор

Термолюмінесцентний детектор, який містить основу та домішки, який відрізняється тим, що як основу містить складний оксид рідкісноземельного елемента та металу підгрупи алюмінію, а як домішки містить двовалентний марганець в кількості 0,001-1 ат. % відносно рідкісноземельного елемента та компенсаційну домішку із стабільною валентністю, не нижчою 4+, в кількості 0,001-1 ат. % відносно металу підгрупи алюмінію, при такому співвідношенні компонентів, мол. %: оксид рідкісноземельного елемента 30-70 оксид металу підгрупи алюмінію 30-70 домішки решта. (19) (21) a200911075 (22) 02.11.2009 (24) 26.09.2011 (31) P 388778 (32) 11.08.2009 (33) PL (46) 26.09.2011, Бюл.№ 18, 2011 р. (72) ЖИДАЧЕВСЬКИЙ ЯРОСЛАВ АНТОНОВИЧ, СУХОЦЬКИЙ АНДЖЕЙ, PL, БЕРКОВСЬКИЙ МАРЕК, PL (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА", ІНСТИТУТ ФІЗИКИ ПОЛЬСЬКОЇ АКАДЕМІЇ НАУК, PL (56) UA 79947 C2, 10.08.2007 RU 2108598 C1, 10.04.1998 HU 201611 A, 28.11.1990 WO 02083814 A1, 24.10.2002 3 саційну домішку із стабільною валентністю, не нижчою 4+, кількості 0,001-1 ат. % відносно металу підгрупи алюмінію, при такому співвідношенні компонентів, мол. %: оксид рідкісноземельного елементу 30-70 оксид металу підгрупи алюмінію 30-70 домішки решта. Пропонований детектор являє собою складний оксид рідкісноземельного елементу та металу підгрупи алюмінію, легований іонами двовалентного марганцю. Останні, займаючи структурні позиції рідкісноземельного іона, виступають у процесі термолюмінесценції як активні центри (центри свічення). Центрами захоплення (пастками), що визначають структуру кривої термосвічення, є власні точкові дефекти структури цього складного оксиду. Для компенсації іонів марганцю в зарядовому стані 2+ необхідною є компенсаційна домішка із стабільною валентністю, не нижчою 4+. Іони цієї компенсаційної домішки із порівняно малим іонним радіусом займають структурні позиції іонів металу підгрупи алюмінію. Поєднання люмінесцентних властивостей іонів двовалентного марганцю із властивостями підсистеми точкових дефектів структури згаданого складного оксиду формує термолюмінесцентні властивості детектора та дозволяє отримати: - високу чутливість до дії іонізаційного випромінювання (до 10 відносно стандартного LiF:Mg,Ti); - широкий інтервал реєстрації поглинутої дози -4 4 опромінення (від 10 до 10 Гр); - положення максимуму оптичного випромінювання у видимій області спектру, що дозволяє використовувати його у більшості стандартних ТЛД систем. Згідно з винаходом, детектор як основу містить складний оксид рідкісноземельного елементу та металу підгрупи алюмінію, а як домішки містить 2+ двовалентний марганець (Мn ) в кількості 0,001-1 ат. % відносно рідкісноземельного елементу та компенсаційну домішку із стабільною валентністю, не нижчою 4+, в кількості 0,001-1 ат. % відносно металу підгрупи алюмінію. При цьому співвідношення оксиду рідкісноземельного елементу та оксиду металу підгрупи алюмінію в основі становить від 30/70 до 70/30. 96025 4 Детектор у вигляді монокристалу, полікристалу чи кераміки може бути синтезований одним із відомих методів отримання складних оксидів, наприклад, методом твердофазного синтезу із використанням як вихідної речовини суміші оксидів ітрію та алюмінію. При цьому введення домішок двовалентного марганцю та кремнію здійснюється шляхом додавання у відповідній кількості оксиду марганцю та оксиду кремнію до суміші оксидів ітрію та алюмінію. У першому прикладі матеріалом детектора є монокристалічний ортоалюмінат ітрію (YAlO3) із перовськітоподібною структурою. Цей матеріал у вигляді монокристалу був отриманий методом Чохральського із попередньо синтезованої шихти, що містить оксид ітрію (Y2O3) та оксид алюмінію (Аl2О3) у молярному співвідношенні 50/50, домішку 2+ двовалентного марганцю (Мn ) в кількості 0,05 ат. 4+ % та компенсаційну домішку кремнію (Si ) в кількості 0,2 ат. %. Крива термосвічення цього монокристалу після його опромінення гамма-квантами з l37 джерела Cs (поглинута доза 100 мГр) представлена на Фіг. 1. У другому прикладі матеріалом детектора є кераміка ортоалюмінату ітрію (YAlO3) отримана шляхом синтезу суміші оксиду ітрію (Y2O3) в кількості 49,9 мол. %, оксиду алюмінію (Аl2О3) в кількості 49,8 мол. %, оксиду марганцю (MnO) в кількості 0,1 мол. % та оксиду кремнію (SiO2) в кількості 0,2 мол. %. Крива термосвічення цього матеріалу після його опромінення гамма-квантами 60 з джерела Со до поглинутої дози 1 кГр представлена на Фіг. 2. У третьому прикладі матеріалом детектора є ітрій-алюмінієвий гранат (Y3Al5O12) отриманий шляхом синтезу суміші оксиду ітрію (Y2O3) та оксиду алюмінію (Аl2О3) у співвідношенні 37,5/62,5 мол. %, що містить домішку двовалентного марга2+ нцю (Мn ) в кількості 0,1 ат. % та компенсаційну 4+ домішку кремнію (Si ) в кількості 0,2 ат. %. У четвертому прикладі матеріалом детектора є сполука Y4Al2O9 із моноклінною структурою отримана шляхом синтезу суміші оксиду ітрію (Y2O3) та оксиду алюмінію (Аl2О3) у співвідношенні 66,66/33,33 мол. %, що містить домішку двовален2+ тного марганцю (Мn ) в кількості 0,1 ат. % та ком4+ пенсаційну домішку кремнію (Si ) в кількості 0,2 ат. %. 5 Комп’ютерна верстка М. Мацело 96025 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601