Розробка методів інженерії фізичної ідеї в принципах утворення позиційної чутливості в довгомірних сцинтиляційних детекторах. Дослідження впливу концентрації активатору на умови створення позиційної чутливості в детекторах. Контроль якості кристалів.
Аннотация к работе
Ці методи позиційно-чутливого детектування знайшли своє широке застосування у медичних діагностичних ПЕТ (позитронний емісійний томограф) системах, фізиці високих енергій (електромагнітні калориметри в проектах CERN, SLAC, KEK, DSI), медичній та оглядовій компьютерно - томографічній техніці. Обидва шляхи розвитку детекторів базуються на потребі в використанні не просто високоефективних сцинтиляторів з малим часом свічення, але й висувають жорсткі вимоги до структурної досконалості кристалів і насамперед мікро-та макро-однорідності його характеристик. Аналіз відомих рішень показав, перш за все, що найбільш визначальні досягнення можуть бути отримані лише в разі виходу за межі традиційно існуючих принципів створення детекторів з позиційно-чутливими властивостями. Пошук оптимальних умов збирання світла в детекторах, які забезпечують монотонно спадаючий розподіл світла сцинтиляцій вздовж детектора, і дослідження механізмів, які визначають можливість існування ефекту позиційної чутливості; Встановлено, що відтворення лінійного чи експоненціального спадання світлового виходу вздовж детектора забезпечуються спеціальними умовами збирання світла в сцинтиляторах, які визначаються структурною та оптичною досконалостями кристалів.Існуюче в кристалі природно або створене штучно затухання світла сцинтиляцій, по мірі віддалення його джерела від фотоприймача, є тим чинником, що однозначно визначає координату сцинтиляційного відгуку за величиною його амплітуди. Із рис.1 і загальних уявлень про процеси розповсюдження світла через кристали похибка визначення координати сцинтиляцій може бути відтворена за допомогою співвідношення: де R-енергетичне розділення детектора в місці взаємодії кванта іонізуючої радіації з кристалом, j - величина ділення амплітуд сигналів сцинтиляційного спалаху, які виміряні фотоприймачами, що розташовані на протилежних торцях детектору, m-коефіцієнт екстинції кристалу. Результати моделювання показали, що при 3?Н/D?12 формування монотонно спадаючого розподілу світлового виходу вздовж кристалу від 100% (біля торця з фотоприймачем) до 30% (на протилежному торці) досягається при використанні процесів розсіювання світла як в обємі, так і поверхнею кристалу. З наведеної схеми видно, що дослідницька установка дозволяє вимірювати розподіл сцинтиляційних відгуків детекторів одночасно двома фотоприймачами, розташованими на протилежних торцях кристалу. Експерименти показали, що починаючи з величин j=0,7 детектори характеризуються достатньою координатною чутливістю, але затухання світла сцинтиляцій, існуюче в кристалі природно, не в змозі забезпечити оптичну неоднорідність на такому рівні.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Список литературы
1. Горилецкий В., Ковалева Л., Кудин А., Заславский Б., Зосим Д. Шпилинская Л. Влияние содержания активатора на выход радиолюминесценции, световой выход и энергетическое разрешение кристаллов CSI(Tl)// Изв. Вузов. Материалы электронной техники.- 2000.- №4.- C.37-40.
2. Выдай Ю., Гресь В., Заславський Б., Зосим Д., Кудин А. Сцинтилляционный отклик кристаллов CSI(Tl) и CSI(Na) на возбуждение рентгеновскими и гамма квантами низких энергий// Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: физ.рад.поврежд. и рад. матер. - 2001. - T80, №4 - C. 111-116.
3. Andryuschenko L., Charkina T., Kudin A., Goriletsky B., Trefilova L., Zaslavsky B., Zosim D., Mzavia D., Renker D., Ritt S. Functional possibilities of organosilicon coatings on the surface of CSI-based scintillators // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. - 2002. - A486. - P. 40 - 47.
4. Bondarenko S., Kudin A., Kovaleva L., Trefilova L., Zosim D. Concentration dependence of the light yeld and energy resolution of NAI(Tl) and CSI(Tl) crystals excited by gammas, soft x-rays and alpha particles// Nuclear Instruments and Methods in Physics Research.-2002.- A486.- Р.474-481.
5. Boyarintsev А., Gayshan V., Gektin A., Zosim D. Mechanical deformation effect on CSI(Tl) scintillators efficiency// Nuclear Instruments and Methods in Physics Research.- 2003.-А505.-Р.97-100.
7. Kudin A., Sysoeva E.P., Sysoeva E.V.,Trefilova L., Zosim D. Factors which define on alpha/gamma ratio in CSI:Tl crystals// Nuclear Instruments and Methods in Physics Research.- 2005.- A537.- Р.105-112.
8. Пат. 23578 А, Україна, МКИ G 01 T 1/20. Сцинтиляційний детектор / Андрущенко Л., Віноград Е., Гаврилюк В., Гриньов Б., Горілецький В., Кудін О., Зосім Д., Чаркіна Т.: Заявлено 15.05.97; Опубл. 30.08.98. ПВ. - № 4. - 3С.
9. Kovaleva L., Kudin A., Mitichkin A. Shpilinskaya L., Zosim D. Radiation damage factors of CSI(Tl) crystals//Proc.of the Fifth Int.Conf.on Inorganic Scintillators and Their Applications.- Moscow.-1999.- Р.538.
10. Gavryluk V., Gektin A., Zosim D., Yankelevich V. Long Length Scintillators for the Position Sensitive Radiation Detectors// Abstracts Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference.- Lyon (France).- 2000.- Р.263.
11. Boyarintsev A., Gavryluk V., Gektin A., Zosim D. Position Sensitive Scintillators for Astrophysical Aplications// Proc.of the Int.Conf.on Inorganic Scintillators and their Industrial Applications (Scint-2005).- Alushta (Ukraine).- 2005. - P.164.
Цитована література
1. Kamae T., Ohsugi, T., Thompson D. J., Watanabe, K. Studying the High-Energy Gamma-Ray Sky with GLAST// Advances in Space Research.-2000.- V 25. No. 3-4.- P. 905-910.
2. Johnson W.N. Grove J.E. Phlips B.F. et al. The construction and performance of the CSI hodoscopic calorimeter for the GLAST beam test engineering module//IEEE Trans. on Nucl.Sci.- 2001.-V.48.No.4.-P1182-1189.