The object of research, development or design (in Russian) : Gd3Ga5O12 (GGG) и Gd3(Ga,Al)5O12 (GGAG) легированные церием

The object of research, development or design (in Kazakh) : Gd3Ga5O12 (GGG) и Gd3(Ga,Al)5O12 (GGAG) церий қосылған

Aim of work (in Russian) : Основной целью является предсказание долговременной радиационной стабильности сильнооблученных монокристаллов GGAG и AGAG на основе тщательного анализа кинетики отжига дефектов, а также изучение фундаментальных механизмов процессов переноса энергии в сильно облученных монокристаллах GGAG и AGAG.

Aim of work (in Kazakh) : Негізгі мақсат – ақаулардың күйдіру кинетикасын жан-жақты талдау негізінде қатты сәулеленген GGAG және AGAG монокристалдарының ұзақ мерзімді радиациялық тұрақтылығын болжау, сондай-ақ қатты сәулеленген GGAG және AGAG энергия тасымалдау процестерінің іргелі механизмдерін зерттеу. монокристалдар.

Методы исследования (на русском) : Кристаллы были облучены ионами Xe с энергией 156 МэВ до флюенсов от 6,6·10 10 до 2·10 12 см -2 на установке ИЦ-100 в ЛАР ОИЯИ (Дубна, Россия). Однородность ионного пучка по облучаемой поверхности образца контролировалась с помощью случайного пучка в горизонтальном и вертикальном направлениях и составляла не хуже 10%. Средние потоки ионов Xe были менее 10 8 см -2 с -1 во избежание значительного нагрева образцов. Для расширения энергий ионов использовались деструкторы Al различной толщины. С помощью расчетов SRIM глубина проникновения ионов Xe в GGAG измеряется как 9,88 мкм. Методом оптической спектроскопии (спектрофотометр Cary 7000) исследования радиационных дефектов в монокристаллах GGAG:Ce,Mg . Облученные кристаллы исследовались также методом люминесцентной спектроскопии (спектрометр FLS 1000 фирмы Edinburgh Instruments). Эти эксперименты проводятся при комнатной температуре (RT). Кроме того, трупы были исследованы при возбуждении синхротронным излучением в вакуумном солнечном свете. Эти эксперименты были проведены на установке Superlumi, недавно установленной на канале P66 накопителя PETRA III на синхротронной установке DESY (Гамбург, Германия).

Методы исследования (на казахском) : Кристаллы были облучены ионами Xe с энергией 156 МэВ до флюенсов от 6,6·10 10 до 2·10 12 см -2 на установке ИЦ-100 в ЛЯР ОИЯИ (Дубна, Ресей). Однородность ионного пучка по облучаемой поверхности образца контролировалась с помощью сканирования пучка в горизонтальном және вертикальном направлениях және составляла не хуже 10%. Средние потоки ионов Xe были менее 10 8 см -2 с -1 во избежание значительного нагрева образцов. Для расширения диапазона энергетикалық ионов және пайдалану деструкторы Al различной толщины. С помощью расчетов SRIM глубина проникновения ионов Xe в GGAG оценивается как 9,88 мкм. Методом оптической спектроскопии (спектрофотометр Cary 7000) GGAG:Ce,Mg монокристаллдағы радиациялық ақауларды зерттейді. Облученные кристалды исследовались сондай-ақ люминесцентной спектроскопиялық әдістер (спектрометр FLS 1000 фирмасының Edinburgh Instruments). Эти эксперименты проводились при комнатной температурае (RT). Кроме того, образцы были исследованы при возбуждении синхротронным излучением в вакуумном ультрафиолетовом диапазоне спектра. Бұл эксперименттер Superlumi, P66 каналында PETRA III на синхротронной қондырғысы DESY (Гамбург, Германия) арқылы орнатылды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Изучены радиационные эффекты в монокристаллах Gd3(Al,Ga)5:O12 (или GGAG), легированных церием, при облучении быстрыми тяжелыми ионами с флюенсами от 6·1010 до 2·1012 ион/см2. Стабильное сильное наведенное поглощение, наблюдаемое в спектральном диапазоне 200–350 нм, коррелирует с флюенсом облучения. Высказано предположение, что за такое индуцированное поглощение в монокристаллах ГГАГ ответственны несколько центров, а также предложено и обсуждено их возможное происхождение (центры F-типа и V-центры или дырки, захваченные вблизи катионных вакансий). Облучение быстрыми тяжелыми ионами сильно модифицирует люминесцентные свойства ГГАГ, а именно спектры возбуждения излучения Ce3+, измеренные в широком спектральном диапазоне, включая диапазон вакуумного ультрафиолета. В частности, было показано, что образование стабильных радиационных дефектов при облучении быстрыми тяжелыми ионами приводит к эффективной трансформации Ce4+ → Ce3+ в монокристаллах GGAG, солегированных Mg2+. Выяснены и обсуждены причины, приводящие к изменению люминесцентных свойств облученных монокристаллов ГГАГ.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 6·1010-нан 2·1012 ион/см2-ге дейінгі флюенциялары бар жылдам ауыр иондармен сәулеленген церий қоспасы бар Gd3(Al,Ga)5:O12 (немесе GGAG) монокристалдарындағы радиациялық әсерлер зерттелді. 200–350 нм спектрлік диапазонда байқалатын тұрақты күшті индукцияланған жұтылу сәулелену флюенциясымен сәйкес келеді. GGAG монокристалдарындағы осы индукцияланған абсорбцияға бірнеше орталықтар жауапты және олардың шығу тегі (F-типті орталықтар және V-орталықтары немесе катиондардың бос орындарының жанында орналасқан тесіктер) ұсынылған және талқыланған. Жылдам ауыр иондардың сәулеленуі GGAG люминесценция қасиеттерін, атап айтқанда, вакуумдық ультракүлгін диапазоны қоса кең спектрлік диапазонда өлшенген Ce3+ эмиссиясының қозу спектрлерін қатты өзгертеді. Атап айтқанда, ауыр иондардың жылдам сәулеленуі кезінде тұрақты радиациялық ақаулардың пайда болуы Mg2+ қосылатын GGAG монокристалдарында тиімді Ce4+ → Ce3+ түрленуіне әкелетіні көрсетілді. Сәулеленген GGAG монокристалдарының люминесценция қасиеттерінің өзгеруіне әкелетін себептер түсіндіріледі және талқыланады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Исследование радиационного дефектообразования в ионно-облученных кристаллах GGG и GAGG:Ce предоставляет ценную информацию о радиационно-индуцированных процессах в этих материалах. Полученные данные могут быть использованы для разработки рекомендаций по улучшению люминесцентных характеристик этих сцинтилляционных материалов. Улучшение стандартных функциональных свойств сцинтилляторов, в том числе радиационной стойкости, могло бы привести к многомиллионной экономии эксплуатационных расходов практически во всех областях применения сцинтилляторов, включая также ЦЕРН и другие крупные мировые исследовательские центры.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Исследование радиационного дефектообразования в ионно-облученных кристаллах GGG және GAGG:Ce предоставляет ценную информацию о радиационно-индуцируванных процессах осы материалах. Полученные данные мүмкін пайдалануды разработки рекомендаций по улучшению люминесцентных характеристика этих сцинтилляционных материалов. Улучшение стандартных функциональных свойств сцинтилляторов, в том числе радиационной стойкости, могло в том числе к многомиллионной экономии эксплуатационных расходов практикалық салаларда барлық облыстарды қабылдау, сцинтилляторов, включая басқа да басқа да басқа орталықтарды басқару.

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) :

Efficiency (in Kazakh) :

Field of application (in Russian) : сцинтилляционные детекторы в физике высоких энергий, космических и медицинских приложениях

Field of application (in Kazakh) : жоғары энергия физикасында, ғарышта және медициналық қолданбаларда сцинтилляциялық детекторлар