The object of research, development or design (in Russian) : образцы монокристаллов GGG и GGAG

The object of research, development or design (in Kazakh) : GGG және GGAG монокристалдарының үлгілері

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

Aim of work (in Kazakh) : Негізгі мақсат – ақауларды күйдіру кинетикасын мұқият талдау негізінде жоғары сәулеленген GGAG және GGG монокристалдарының ұзақ мерзімді радиациялық тұрақтылығын болжау, сондай-ақ жоғары сәулеленген GGAG және GGG монокристалдарындағы энергия алмасу процестерінің іргелі механизмдерін зерттеу.

Методы исследования (на русском) : (i) оптическое поглощение и поглощение ЭПР; отражательная способность; собственная/примесная люминесценция, ее кинетика и возбуждение (стационарное и разрешенное во времени, в том числе в ВУФ-области при 4,2–300 К), термо- и оптически стимулированная люминесценция (ii) Рамановская, средняя ИК- и FTIR-спектроскопия. (iii) Атомистическое моделирование на основе первых принципов колебательных свойств основных радиационных дефектов, спектров рамановского/ИК-спектра в тесном сотрудничестве с партнерами по эксперименту, опционально: средний ИК-спектр и FTIR. (iv) Эксперименты и измерения по облучению нейтронами и SHI (быстрыми тяжелыми ионами) по сравнению с необлученными образцами. (v) Транспортные измерения (тепловая и электропроводность) в случае алмаза, легированного бором. (vi) Микроскопические исследования вплоть до атомного разрешения методами SEM, FIB, TEM, STEM, AFM.

Методы исследования (на казахском) : (i) оптикалық және EPR сіңіру; шағылыстыру; меншікті/қоспалы люминесценция, оның кинетикасы мен қозуы (стационарлық және уақыт бойынша шешілетін, соның ішінде 4,2–300 К-де VUV аймағында), термиялық және оптикалық ынталандырылған люминесценция (ii) Раман, орта ИК және FTIR спектроскопиясы. (iii) Негізгі радиациялық ақаулардың діріл қасиеттерін атомистік модельдеудің бірінші қағидалары, эксперименттік серіктестермен тығыз ынтымақтастықта Раман/ИҚ спектрлері, міндетті түрде: орта IR және FTIR. (iv) сәулеленбеген үлгілермен салыстырғанда нейтрондық және SHI (жылдам ауыр ион) сәулелену тәжірибелері және өлшемдері. (v) Бор қоспасы бар алмас жағдайында тасымалдау өлшемдері (жылу және электр өткізгіштік). (vi) SEM, FIB, TEM, STEM, AFM әдістерін пайдаланып атомдық рұқсатқа дейін микроскопиялық зерттеулер.

Obtained results and novelty (in Russian) : Исследование посвящено влиянию ионного облучения на люминесцентные свойства монокристаллов Gd₃Ga₃Al₂O₁₂:Ce,Mg. Цель – определить, как облучение ионами ксенона (231 МэВ, флюенсы от Е10 до Е13 ион/см²) влияет на сцинтилляционные характеристики материала для детекторов излучения и медицинской визуализации. Методика включала измерение рентгенолюминесценции (РЛ) исходных и облученных кристаллов. Основная полоса РЛ в диапазоне 450-800 нм соответствует люминесценции Ce³⁺, а вторичная, 300-450 нм, связана с Tb и заметно уменьшается при флюенсах выше Е11 ион/см², исчезая при высоких дозах, что свидетельствует о деградации центров Tb. Интенсивность люминесценции снижается с ростом флюенса из-за радиационно-индуцированных дефектов, которые подавляют свечение. Основная полоса Ce остаётся заметной, но её интенсивность постепенно уменьшается, указывая на повреждение люминесцентных центров. Выделены три стадии снижения интенсивности: начальная (незначительное уменьшение при Е11 ион/см²), средняя (заметное снижение при Е11-Е12 ион/см²) и высокая (практически полное подавление при Е12 ион/см²). Выводы подчеркивают, что ионное облучение негативно влияет на люминесцентные свойства, особенно на центры Tb, что важно для работы при высоких дозах излучения.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеу Gd₃Ga₃Al₂O₁₂:Ce,Mg монокристалдарының люминесценттік қасиеттеріне иондық сәулеленудің әсеріне арналған. Мақсат ксенон иондарымен сәулеленудің (231 МэВ, E10-ден E13 иондары/см²-ге дейінгі флюциялар) сәулелену детекторлары мен медициналық бейнелеуге арналған материалдың сцинтилляциялық сипаттамаларына қалай әсер ететінін анықтау. Бұл әдіс бастапқы және сәулеленген кристалдардың рентгендік люминесценциясын (XRL) өлшеуді қамтиды. 450-800 нм диапазонындағы негізгі рентгендік жолақ Ce³⁺ люминесценциясына сәйкес келеді, ал екіншілік, 300-450 нм, Tb-мен байланысты және E11 ион/см²-ден жоғары флюцияларда айтарлықтай төмендейді, жоғары дозаларда жоғалады. , бұл Тb орталықтарының деградациясын көрсетеді. Люминесценция интенсивтілігі люминесценцияны басатын радиациядан туындаған ақауларға байланысты флюенцияның жоғарылауымен азаяды. Негізгі Ce диапазоны көрінетін болып қалады, бірақ оның қарқындылығы бірте-бірте азаяды, бұл люминесценттік орталықтардың зақымдалуын көрсетеді. Қарқындылықтың төмендеуінің үш кезеңі анықталды: бастапқы (E11 ион/см² кезінде шамалы төмендеу), орташа (E11-E12 ионында/см² кезінде айтарлықтай төмендеу) және жоғары (E12 ионында/см² кезінде толықтай дерлік басылады). Нәтижелер иондық сәулелену люминесценттік қасиеттерге, әсіресе Tb орталықтарына теріс әсер ететінін көрсетеді, бұл жоғары дозада жұмыс істеу үшін маңызды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Изучение радиационной стойкости и прогнозирование свойств сцинтилляторов предоставляет ценную информацию, необходимую для целенаправленного улучшения характеристик материала. Этот процесс помогает выявить критические параметры, влияющие на долговечность и эффективность сцинтилляционных кристаллов в условиях высоких радиационных нагрузок. На основе полученных данных можно оптимизировать состав и структуру матрицы, повысить устойчивость к радиационным повреждениям и улучшить люминесцентные свойства, что особенно важно для приложений в физике высоких энергий, медицинской визуализации и космической технике.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Сәулеленуге төзімділікті зерттеу және сцинтилляторлардың қасиеттерін болжау материалдың өнімділігін мақсатты жақсарту үшін қажетті құнды ақпаратты береді. Бұл процесс жоғары радиациялық жүктеме жағдайында сцинтилляция кристалдарының беріктігі мен тиімділігіне әсер ететін маңызды параметрлерді анықтауға көмектеседі. Алынған мәліметтерге сүйене отырып, матрицаның құрамы мен құрылымын оңтайландыруға, радиациялық зақымдануға төзімділікті арттыруға және люминесценттік қасиеттерді жақсартуға болады, бұл әсіресе жоғары энергиялық физикада, медициналық бейнелеуде және ғарыш техникасында қолдану үшін маңызды.

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) :

Efficiency (in Kazakh) :

Field of application (in Russian) : Сцинтилляционные материалы используются в физике высоких энергий и ядерной физике, в астрофизике, в медицинской визуализации, в неразрушающих испытаниях, в устройствах безопасности, в геологических исследованиях и в ряде других промышленных применений.

Field of application (in Kazakh) : Сцинтилляциялық материалдар жоғары энергия және ядролық физикада, астрофизикада, медициналық бейнелеуде, бұзылмайтын сынақтарда, қауіпсіздік құрылғыларында, геологиялық барлауда және басқа да әртүрлі өнеркәсіптік қолданбаларда қолданылады.