Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2388017C1 - Film-type scintillator for detecting beta- and photon emissions - Google Patents

Film-type scintillator for detecting beta- and photon emissions Download PDF

Info

Publication number
RU2388017C1
RU2388017C1 RU2009104577/28A RU2009104577A RU2388017C1 RU 2388017 C1 RU2388017 C1 RU 2388017C1 RU 2009104577/28 A RU2009104577/28 A RU 2009104577/28A RU 2009104577 A RU2009104577 A RU 2009104577A RU 2388017 C1 RU2388017 C1 RU 2388017C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
scintillator
gadolinium
yttrium
cerium
phosphor
Prior art date
Application number
RU2009104577/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эмма Викторовна Артамонова (RU)
Эмма Викторовна Артамонова
Владимир Александрович Большухин (RU)
Владимир Александрович Большухин
Александр Николаевич Кононов (RU)
Александр Николаевич Кононов
Александр Федорович Леонов (RU)
Александр Федорович Леонов
Валентина Николаевна Личманова (RU)
Валентина Николаевна Личманова
Александр Семенович Лыхин (RU)
Александр Семенович Лыхин
Наум Пинхасович Сощин (RU)
Наум Пинхасович Сощин
Павел Юрьевич Федоровский (RU)
Павел Юрьевич Федоровский
Юрий Павлович Федоровский (RU)
Юрий Павлович Федоровский
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "СНИИП-КОНВЭЛ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "СНИИП-КОНВЭЛ" filed Critical Закрытое акционерное общество "СНИИП-КОНВЭЛ"
Priority to RU2009104577/28A priority Critical patent/RU2388017C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2388017C1 publication Critical patent/RU2388017C1/en

Links

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to radiometry of liquid, gaseous and solid media, as well as to dosimetry of ionising radiations. The film-type scintillator is made from a polycarbonate filled with a scintillating luminophor from a mixture of powdered crystalline ortho-silicate germanate of yttrium, gadolinium, lutetium and cerium, having general stoichiometric formula Y2-x-y-z·Gdx·Luy·Cez·O3(SiO2)1-p(GeO2)p with stoichiometric index intervals: x=0.01…1.0, y=0.01…0.9, z=0.005…0.05, p=0…0.8 and powdered crystalline ortho-aluminate of yttrium, gadolinium, lutetium and cerium, having general stoichiometric formula Y3-m-n·Gdm·Cen·(AlGa)5-O12 with stoichiometric index intervals m=0.01…1, n=0.01…0.1. Maximum wavelength of the optical radiation of the mixture of luminophors ranges from 420 to 550 nm, and scintillation duration ranges from 30 to 40 ns.
EFFECT: shifting the spectrum of optical radiation from the green to the red region, which enables detection of radiation intensity using silicon-based photodiodes, as well as increase in relative light output of the scintillator when used in detectors with a large sensitive area for detecting low levels of radiation intensity.
3 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к радиометрии жидких, газообразных, твердых сред, а также к дозиметрии ионизирующих излучений, в особенности к дисперсным тонкослойным пленочным сцинтилляционным детекторам бета и фотонного излучений. Оптимальным является применение в сцинтилляционных детекторах для измерения низких уровней интенсивности бета- и фотонного излучения в широком диапазоне энергий, а также при использовании фотоприемников на основе кремниевых фотодиодов.The invention relates to radiometry of liquid, gaseous, solid media, as well as to dosimetry of ionizing radiation, in particular to dispersed thin-layer film scintillation detectors of beta and photon radiation. Optimal is the use in scintillation detectors for measuring low levels of beta and photon radiation intensity in a wide energy range, as well as when using photodetectors based on silicon photodiodes.

Известен сцинтиллятор на основе йодистого натрия, активированного таллием, с высоким по отношению к антрацену относительным световыходом (Физический энциклопедический словарь, М., СЭ, 1983 г., с.733). Однако высокая гигроскопичность исключает возможность его использования в качестве активного наполнителя дисперсного пленочного сцинтиллятора.Known scintillator based on sodium iodide activated by thallium, with a high relative light output relative to anthracene (Physical Encyclopedic Dictionary, M., SE, 1983, p. 733). However, high hygroscopicity excludes the possibility of its use as an active filler of a dispersed film scintillator.

Известен пленочный пластмассовый сцинтиллятор на основе полимера из группы поли-n-ксилеленов для регистрации электронов и гамма-полей (RU, 2150128, 27.05.2000). Известный сцинтиллятор обладает энергетическим выходом ~7% и высоким быстродействием (длительность сцинтилляции ~4 нс). Недостатком известного сцинтиллятора является невысокое значение эффективного атомного номера zэфф (zэфф~7 углеродных единиц), а также недостаточная высота термоустойчивости энергетического выхода (-25% на 25°C), что не позволяют широко использовать его в практике радиометрических и дозиметрических измерений, особенно в области малых энергий (E<20 кэВ) полей фотонного излучения.A known plastic film scintillator based on a polymer from the group of poly-n-xylenes for detecting electrons and gamma fields (RU, 2150128, 05.27.2000). The known scintillator has an energy yield of ~ 7% and high speed (scintillation duration ~ 4 ns). A disadvantage of the known scintillator is the low value of the effective atomic number z eff (z eff ~ 7 carbon units), as well as the insufficient height of thermal stability of the energy yield (-25% at 25 ° C), which does not allow its wide use in the practice of radiometric and dosimetric measurements, especially in the region of low energies (E <20 keV) of photon radiation fields.

Наиболее близким к предложенному является известный сцинтиллятор для регистрации бета и фотонного излучения, выполненный в виде пленки, имеющей полимерную основу из поликарбоната, наполненную сцинтиллирующим люминофором из порошкообразного кристаллического орто-силикатогерманата иттрия, гадолиния, лютеция и церия (RU 2279692, G01T 1/20, 2005 г.). Недостатком известного сцинтиллятора является относительно узкий спектральный диапазон оптического излучения сцинтиллятора от λ=420 нм до λ=445 нм, что исключает возможность использования сцинтиллятора для детектирования сигнала полупроводниковых кремниевых фотодиодов, чувствительность которых сдвинута в зеленую часть видимого спектра (от λ=520 до λ=550 нм). Также недостатком является низкая чувствительность при использовании в детекторах с большой поверхностью, в том числе и для измерения низких уровней интенсивности излучений.Closest to the proposed one is a known scintillator for detecting beta and photon radiation, made in the form of a film having a polycarbonate polymer base filled with scintillating phosphor from powdered crystalline yttrium, gadolinium, lutetium and cerium orthosilicate germanate (RU 2279692, G01T 1/20 2005). A disadvantage of the known scintillator is the relatively narrow spectral range of the optical radiation of the scintillator from λ = 420 nm to λ = 445 nm, which excludes the possibility of using the scintillator to detect the signal of semiconductor silicon photodiodes, the sensitivity of which is shifted to the green part of the visible spectrum (from λ = 520 to λ = 550 nm). Another disadvantage is the low sensitivity when used in detectors with a large surface, including for measuring low levels of radiation intensity.

Задачей, решаемой предложенным изобретением, является расширение области применения сцинтиллятора такого типа.The problem solved by the proposed invention is to expand the scope of this type of scintillator.

Техническим результатом от использования предлагаемого технического решения является обеспечение возможности смещения спектра оптического излучения в зеленую и красную части спектра, что дает возможность обеспечить регистрацию интенсивности излучений с использованием фотодиодов на основе кремния, а также повышение относительного светового выхода излучения сцинтиллятора при использовании в детекторах с большой чувствительной поверхностью для регистрации низких уровней интенсивности излучений.The technical result from the use of the proposed technical solution is the ability to shift the spectrum of the optical radiation in the green and red parts of the spectrum, which makes it possible to record the radiation intensity using silicon-based photodiodes, as well as to increase the relative light output of the scintillator radiation when used in detectors with a large sensitive surface for recording low levels of radiation intensity.

Для достижения технического результата предложен пленочный сцинтиллятор из поликарбоната, наполненного сцинтиллирующим люминофором из порошкообразного кристаллического орто-силикатогерманата иттрия, гадолиния, лютеция и церия, имеющего общую стехиометрическую формулуTo achieve a technical result, a polycarbonate film scintillator is proposed, filled with a scintillating phosphor of powdered crystalline yttrium, gadolinium, lutetium and cerium ortho-silicate germanate, having the general stoichiometric formula

Y2-x-y-zGdx·LuyCez O3(SiO2)1-p(GeO2)p Y 2-xyz Gd x Lu y Ce z O 3 (SiO 2 ) 1-p (GeO 2 ) p

с интервалами стехиометрических индексов:at intervals of stoichiometric indices:

x=0,01…1,0,x = 0.01 ... 1.0,

y=0,01…0,9,y = 0.01 ... 0.9,

z=0,005…0,05,z = 0.005 ... 0.05,

p=0…0.8,p = 0 ... 0.8,

Дополнительно в качестве сцинтиллирующего люминофора применен порошкообразный кристаллический орто-алюминат иттрия, гадолиния, церия, имеющий общую стехиометрическую формулуAdditionally, a powdered crystalline ortho-aluminate of yttrium, gadolinium, cerium having the general stoichiometric formula is used as a scintillating phosphor

Y3-m-nGdm·Cen·(AlGa)5O12 Y 3-mn Gd m Ce n (AlGa) 5 O 12

с интервалами стехиометрических индексовat intervals of stoichiometric indices

m=0,01…1,m = 0.01 ... 1,

n=0,01…0,1n = 0.01 ... 0.1

при этом максимум длины волны оптического излучения смеси люминофоров находится в диапазоне от 420 до 550 нм, а длительность сцинтилляций от 30 до 40 нс.in this case, the maximum wavelength of the optical radiation of the phosphor mixture is in the range from 420 to 550 nm, and the scintillation duration is from 30 to 40 ns.

Соотношение кристаллического орто-силикатогерманата иттрия, гадолиния, лютеция и церия и орто-алюмината иттрия, гадолиния, церия в смеси составляет от 92-98% до 8-2% массовых соответственно (или от 98:2 до 92:8).The ratio of crystalline yttrium, gadolinium, lutetium, cerium ortho-silicate germanate, and yttrium, gadolinium, cerium ortho-aluminate in the mixture is from 92-98% to 8-2% mass, respectively (or from 98: 2 to 92: 8).

Концентрация смеси сцинтиллирующего люминофора в пленке составляет от 10 до 75% массовых.The concentration of the mixture of scintillating phosphor in the film is from 10 to 75% mass.

Пояснение физических особенностей предложенного сцинтиллятора. В состав предложенного пленочного сцинтиллятора входит бинарная (двойная) композиция излучающих материалов. Первый из этих материалов - указанный ортосиликат - имеет микрокристаллическую зернистую структуру и люминесцирует фиолетово-синим светом только при облучении его электронами или высокоэнергетическими фотонами гамма-излучения. Второй излучающий компонент - ортоалюминат иттрия, гадолиния, церия не только люминесцирует в высокоэнергетических фотонных полях, но дополнительно флюоресцирует при возбуждении его коротковолновыми квантами видимого света (фиолетовым или синим светом). Экспериментально установлено, что введение в состав основного излучающего вещества сцинтиллятора люминофора на основе орто-силиката иттрия-церия редкоземельных ионов, таких как гадолиний (Gd) и лютеций (Lu), резко повышает конверсионную эффективность преобразования детектора. Так введение в состав орто-силиката иттрия-церия от x=0,01 доли иона гадолиния до x=0,5 позволяет на 25-30% повысить конверсионную эффективность при облучении детектора фотонным или бета-излучением с энергией E≥45 кэВ.An explanation of the physical features of the proposed scintillator. The composition of the proposed film scintillator includes a binary (double) composition of emitting materials. The first of these materials, the indicated orthosilicate, has a microcrystalline granular structure and luminesces with violet-blue light only when it is irradiated with electrons or high-energy gamma-ray photons. The second emitting component - yttrium orthoaluminate, gadolinium, cerium not only luminesces in high-energy photon fields, but additionally fluoresces when excited with short-wavelength quanta of visible light (violet or blue light). It was experimentally established that the introduction of a phosphor scintillator based on yttrium-cerium orthosilicate of rare-earth ions, such as gadolinium (Gd) and lutetium (Lu), into the main emitting substance dramatically increases the conversion conversion efficiency of the detector. Thus, the introduction of yttrium-cerium orthosilicate from x = 0.01 of the fraction of gadolinium ion to x = 0.5 makes it possible to increase the conversion efficiency by 25-30% when the detector is irradiated with photon or beta radiation with an energy of E≥45 keV.

Одной из физических причин подобного явления является близость энергии K-орбиты иона Gd с энергией возбуждающего фотонного излучения. Увеличение значения коэффициента 0,5<x≤10 несущественно изменяет конверсионную эффективность детектора, однако способствует более длинноволновому сдвигу спектрального максимума излучения сцинтиллятора от λ=420 нм до λ=440 нм, что в свою очередь снижает долю коротковолновой части сцинтилляций, поглощаемой обычно полимерным связующим сцинтиллятора. Если в сцинтиллирующий люминофор ввести ион лютеция, замещая им исходный ион иттрия, то для возбуждающих квантов с энергией E=45 кэВ конверсионная эффективность не возрастает, однако резкий скачок этого параметра наблюдается для энергии фотонов с E>60 кэВ.One of the physical reasons for this phenomenon is the proximity of the K-orbit energy of the Gd ion with the energy of the exciting photon radiation. An increase in the value of the coefficient 0.5 <x≤10 does not significantly change the conversion efficiency of the detector, but it contributes to a longer wavelength shift of the spectral maximum of the scintillator radiation from λ = 420 nm to λ = 440 nm, which in turn reduces the fraction of the short-wavelength part of scintillations, which is usually absorbed by the polymer binder scintillator. If lutetium ion is introduced into the scintillating phosphor, replacing the original yttrium ion, then for excitation quanta with an energy of E = 45 keV, the conversion efficiency does not increase, however, a sharp jump in this parameter is observed for the photon energy with E> 60 keV.

При изменении величины стехиометрического коэффициента у от y=0,01 до y=0,6 значение конверсионной эффективности возрастает на 36-42% для возбуждающей энергии квантов 60 кэВ<E≤100 кэВ. С увеличением энергии возбуждающих квантов свыше 100 кэВ конверсионная эффективность превышает значения для исходного сцинтиллирующего люминофора-прототипа на 32-35%. Экспериментально установлено, что повышение конверсионной эффективности, достигаемое при замещении в первичном люминофоре из орто-силиката иттрия-церия части ионов на ионы лютеция, усиливается при одновременном присутствии этих элементов в составе люминофора. Так, при возбуждении первичными квантами с E=120 кэВ конверсионная эффективность сцинтилляционного люминофора с совместным введением в его состав Gd и Lu, замещающих до 0,8 атомных долей Y, повышается до величины в 3-4 раза более высокой, чем для исходного сцинтиллирующего материала. Характерно, что одновременное присутствие гадолиния и лютеция в неорганической основе ортосиликата не сопровождается изменением структуры кристаллической решетки материала.When changing the value of the stoichiometric coefficient y from y = 0.01 to y = 0.6, the value of conversion efficiency increases by 36-42% for the exciting energy of quanta 60 keV <E≤100 keV. With an increase in the energy of exciting quanta over 100 keV, the conversion efficiency exceeds the values for the initial scintillating phosphor prototype by 32-35%. It was experimentally established that the increase in conversion efficiency achieved when a part of the ions is replaced by lutetium ions in the primary phosphor from yttrium-cerium orthosilicate is enhanced by the simultaneous presence of these elements in the phosphor. Thus, upon excitation by primary quanta with E = 120 keV, the conversion efficiency of the scintillation phosphor with the combined introduction of Gd and Lu, replacing up to 0.8 atomic fractions of Y, increases to a value 3-4 times higher than for the initial scintillating material . It is characteristic that the simultaneous presence of gadolinium and lutetium in the inorganic base of the orthosilicate is not accompanied by a change in the structure of the crystal lattice of the material.

Одновременно экспериментально установлено, что изменение стехиометрического индекса z в интервале от 0,005 до 0,05 позволяет увеличить полуширину спектрального максимума сцинтиллирующего люминофора от λ=55 нм до λ=62 нм. Так как подобное увеличение сопровождается частичным благоприятным для конверсионной эффективности длинноволновым сдвигом, то можно представить, что оптимальное значение концентрации иона церия в матрице сцинтиллирующего люминофора составляет z=0,035-0,045 ат. долей. Также обнаружено, что прирост концентрации Ce и значения стехиометрического индекса z от z=0,01 до z=0,05 сопровождается существенным сокращением постоянной времени послесвечения примерно в 1,4-1,7 раза. Подобное изменение связано с концентрационным взаимодействием активирующих ионов между собой, но в отличие от исходного сцинтиллирующего люминофора, где концентрационное взаимодействие сопровождается потерей конверсионной эффективности сцинтиллятора, в предложенном материале подобного явления не происходит. Это связано с дополнительными каналами возбуждения люминесценции иона Ce+3 благодаря наличию в люминофоре иона гадолиния и лютеция. Подробно все различные по количественному составу образцы сцинтилляционных люминофоров приведены в таблицах 1 и 2, где приводятся сопоставления их параметров, таких как конверсионная эффективность ŋ и длительность послесвечения τe. В качестве предельного эталона использован сцинтиллирующий кристалл NaJTl (пример 1-19), в качестве прототипа - стандартный люминофор Y1,96Ce0,04SiO5.At the same time, it was experimentally established that a change in the stoichiometric index z in the range from 0.005 to 0.05 allows one to increase the half-width of the spectral maximum of the scintillating phosphor from λ = 55 nm to λ = 62 nm. Since such an increase is accompanied by a partial long-wavelength shift favorable for conversion efficiency, it can be imagined that the optimal concentration of cerium ion in the matrix of the scintillating phosphor is z = 0.035-0.045 at. share. It was also found that an increase in the Ce concentration and the stoichiometric index z from z = 0.01 to z = 0.05 is accompanied by a significant decrease in the afterglow time constant by about 1.4-1.7 times. Such a change is associated with the concentration interaction of activating ions with each other, but unlike the initial scintillating phosphor, where the concentration interaction is accompanied by a loss in the conversion efficiency of the scintillator, this phenomenon does not occur in the proposed material. This is due to additional channels of the luminescence excitation of the Ce +3 ion due to the presence of the gadolinium and lutetium ions in the phosphor. In detail, all samples of scintillation phosphors of various quantitative composition are given in Tables 1 and 2, where their parameters are compared, such as conversion efficiency ŋ and afterglow duration τ e . A NaJTl scintillating crystal (Example 1-19) was used as a limiting standard, and a standard phosphor Y 1.96 Ce 0.04 SiO 5 was used as a prototype.

Таблица 1Table 1 №№ п/п№№ Стехиометрические индексы в составеStoichiometric indices in the composition Конверсионная эффективность 100%100% conversion efficiency Длительность послесвечения τe, нсAfterglow duration τ e , ns YY Gd [x]Gd [x] Lu [y]Lu [y] Се [z]Xie [z] SiO2 SiO 2 GeO2 [p]GeO 2 [p] 1-01-0 1,951.95 00 00 0,050.05 1one 00 100one hundred 52 (прототип)52 (prototype) 1-11-1 1,931.93 0,010.01 0,010.01 0,040.04 1one 00 105105 5252 1-21-2 1,651.65 0,30.3 0,010.01 0,040.04 1one 00 118118 5252 1-31-3 1,451.45 0,50.5 0,010.01 0,040.04 1one 00 135135 5252 1-41-4 0,960.96 1,01,0 00 0,040.04 1one 00 142142 5252 1-51-5 1,931.93 0,010.01 0,010.01 0,040.04 1one 00 106106 5252 1-61-6 1,651.65 0,010.01 0,300.30 0,040.04 1one 00 128128 5252 1-71-7 1,351.35 0,010.01 0,60.6 0,040.04 1one 00 142142 5252 1-81-8 0,940.94 0,010.01 1,01,0 0,050.05 1one 00 180180 220220 5454 1-91-9 0,160.16 1,01,0 0,90.9 0,040.04 1one 00 300300 5858 1-101-10 0,250.25 0,80.8 0,90.9 0,050.05 1one 00 320320 5656 1-111-11 00 0,980.98 0,980.98 0,040.04 1one 00 310310 5656 1-121-12 0,20.2 0,880.88 0,880.88 0,040.04 1one 00 330330 4848 1-131-13 0,20.2 0,880.88 0,880.88 0,040.04 0,20.2 0,80.8 420420 4545 1-141-14 0,20.2 0,880.88 0,880.88 0,040.04 0,80.8 0,20.2 350350 4444 1-151-15 0,20.2 0,8850.885 0,900.90 0,0050.005 0,80.8 0,20.2 280280 6060 1-161-16 0,20.2 0,870.87 0,880.88 0,050.05 0,80.8 0,20.2 410410 3636 1-171-17 0,20.2 0,870.87 0,8950.895 0,0350,035 0,20.2 0,80.8 340340 3838 1-181-18 1,871.87 0,10.1 00 0,030,03 0,90.9 0,10.1 120120 4040 1-191-19 NaJTlNaJTl 460460 230230

Второй излучающий материал имеет общую стехиометрическую формулу Y3-m-nGdm·Cen·(AlGa)5O12. Этот материал имеет кубическую кристаллическую решетку со структурой граната и принадлежит к пространственной группе J3d. Редкоземельные элементы Y, и/или Gd, и/или Се образуют катодную подрешетку, в которой координационное число ионов КИ=8. В координационную сферу Y и Gd входят алюмооксидные тетраэдры [AlO4], при том, что связь между ионом лантаноида и алюминия реализуется через мостиковый кислород.The second radiating material has the general stoichiometric formula Y 3-mn Gd m · Ce n · (AlGa) 5 O 12 . This material has a cubic crystal lattice with a garnet structure and belongs to the space group J3d. The rare-earth elements Y, and / or Gd, and / or Ce form a cathode sublattice in which the coordination number of ions is KI = 8. The coordination sphere Y and Gd includes alumina tetrahedra [AlO 4 ], while the bond between the lanthanide ion and aluminum is realized through bridging oxygen.

Параметр кристаллической решетки ортоалюмината составляет a=12,01 Å и увеличивается при росте величин стехиометрических индексов «p» и «q». Так при введении в состав алюмината Gd со значением p=0,5 атомных долей параметр кристаллической решетки увеличивается до a=12,20 Å. Увеличение содержания [Gd]=1 атомной доли (соответственно с уменьшением концентрации [Y]=1,95 атомной доли) параметр кристаллической решетки увеличивается до a=12,45 Å. Изменение концентрации иона Ce+3 в составе матрицы люминофора от [Ce]=0,01 до [Ce]=0,05 изменяет величину параметра кристаллической решетки на Δa≈0,1 Å, т.е. незначительно.The crystal lattice parameter of orthoaluminate is a = 12.01 Å and increases with increasing values of the stoichiometric indices “p” and “q”. So, when Gd with p = 0.5 atomic fractions is introduced into the aluminate, the crystal lattice parameter increases to a = 12.20 Å. An increase in the content [Gd] = 1 atomic fraction (respectively, with a decrease in the concentration [Y] = 1.95 atomic fraction), the crystal lattice parameter increases to a = 12.45 Å. Changing the concentration of Ce +3 ion in the composition of the phosphor matrix from [Ce] = 0,01 to [Ce] = 0,05 changes the value of the lattice parameter in Δa≈0,1 Å, i.e. slightly.

Спектрально-кинетические характеристики орто-алюминатного люминофора изменяются следующим образом. Излучение активирующего иона Ce+3 для состава Y2,96Gd0,01·Ce0,003·(Al,Ga)5O12 находится в интервале λmax=539÷540 нм. Увеличение доли иона Gd+3 в составе люминофора при росте параметра кристаллической решетки сопровождается уменьшением градиента внутрикристаллического поля, что обуславливает длинноволновый сдвиг положения спектрального максимума. Это очень важное экспериментальное наблюдение позволяет более точно подстраивать суммарный спектр излучения под чувствительность приемника света.The spectral-kinetic characteristics of the ortho-aluminate phosphor change as follows. The radiation of the activating Ce 3 ion for the composition Y 2.96 Gd 0.01 · Ce 0.003 · (Al, Ga) 5 O 12 is in the range λ max = 539 ÷ 540 nm. An increase in the fraction of the Gd +3 ion in the phosphor with an increase in the crystal lattice parameter is accompanied by a decrease in the intracrystalline field gradient, which causes a long-wavelength shift in the position of the spectral maximum. This very important experimental observation makes it possible to more accurately adjust the total radiation spectrum to the sensitivity of the light receiver.

В ходе эксперимента также обнаружен коротковолновый сдвиг спектрального максимума излучения Ce+3 в результате частичной замены иона алюминия Al+3 на ионы галлия Ga+3. Подобный сдвиг составляет от 1 до 2 нм на единицу введенного галлия. Одновременно при введении галлия возрастает атомный номер матрицы сцинтиллирующего люминофора, поэтому преимущественно был использован состав материала Y3-m-nGdm·Cen·(Al2,0Ga3,0)O12. Экспериментально установлено, что введение в состав пленочного сцинтиллятора второго излучающего материала на основе ортоалюмината иттрия-гадолиния позволяет существенно увеличить световыход прибора и повысить светоотражение. Особенно существенно этот эффект наблюдается при высоких энергиях квантов возбуждающего излучения.During the experiment, a short-wavelength shift of the spectral maximum of Ce +3 radiation was also detected as a result of the partial replacement of the aluminum ion Al +3 by gallium ions Ga +3 . A similar shift is from 1 to 2 nm per unit of introduced gallium. At the same time, with the introduction of gallium, the atomic number of the matrix of the scintillating phosphor increases, therefore, the composition of the material Y 3-mn Gd m · Ce n · (Al 2.0 Ga 3.0 ) O 12 was mainly used. It was experimentally established that the introduction of a second radiating material based on yttrium-gadolinium orthoaluminate into the film scintillator can significantly increase the light output of the device and increase light reflection. This effect is especially significant at high energies of the quanta of the exciting radiation.

На основании проведенных исследований второго сцинтиллирующего люминофора составлена таблица 2 спектрально-кинетических параметров.Based on the studies of the second scintillating phosphor, Table 2 of spectral-kinetic parameters was compiled.

Таблица 2table 2 №№ п/п№№ Состав люминофораPhosphor composition Спектральный максимум λmax, нмSpectral maximum λ max , nm Длительность послесвечения, нсAfterglow duration, ns 1one Y2,5Gd0.47·Ce0,03·(Al4Ga1)O12 Y 2.5 Gd 0.47 · Ce 0.03 · (Al 4 Ga 1 ) O 12 542542 100one hundred 22 Y2,2Gd0.77·Ce0,03·(Al4Ga1)O12 Y 2.2 Gd 0.77 Ce 0.03 · (Al 4 Ga 1 ) O 12 546546 9898 33 Y2,0Gd0.97·Ce0,03·(Al4Ga1)O12 Y 2.0 Gd 0.97 Ce 0.03 (Al 4 Ga 1 ) O 12 550550 9494 4four Y1,85Gd1,05·Ce0,1·(Al2Ga3)O12 Y 1.85 Gd 1.05 · Ce 0.1 · (Al 2 Ga 3 ) O 12 552552 9595 55 Y2,0Gd0.95·Ce0,05·(Al2Ga3)O12 Y 2.0 Gd 0.95 Ce 0.05 (Al 2 Ga 3 ) O 12 543543 9090 66 Y2,0Gd0.95·Ce0,1·(Al2Ga3)O12 Y 2.0 Gd 0.95 Ce 0.1 (Al 2 Ga 3 ) O 12 544544 8686

Спектральный максимум излучения второго люминофора имеет диапазон изменения от λ=540 нм до λ=550 нм, что обеспечивает оптимальную работу комбинированных сцинтиллирующих люминофоров с фотоумножителями на мультищелочных фотокатодах.The spectral maximum of the radiation of the second phosphor has a range of variation from λ = 540 nm to λ = 550 nm, which ensures optimal operation of the combined scintillating phosphors with photomultipliers on multi-alkaline photocathodes.

При создании изобретения, в ходе экспериментов, было обнаружено, что при сочетании указанных двух излучающих материалов возникает совершенно неочевидный синергетический эффект, заключающийся в увеличении светового выхода предложенного сцинтиллятора в сравнении со стандартным сцинтиллятором-прототипом. Это увеличение светового выхода, как было показано при работе над изобретением, определяется целым рядом параметров, конкретно:When creating the invention, in the course of experiments, it was found that with the combination of these two emitting materials, a completely non-obvious synergistic effect occurs, which consists in increasing the light output of the proposed scintillator in comparison with the standard prototype scintillator. This increase in light output, as was shown when working on the invention, is determined by a number of parameters, specifically:

- массовым соотношением между двумя излучающими компонентами, образующими наполнение предложенного сцинтиллятора;- the mass ratio between the two radiating components forming the filling of the proposed scintillator;

- соотношением дисперсностей (размеров зерен) излучающих компонентов;- the ratio of dispersion (grain size) of the radiating components;

- соотношением концентраций ионов иттрия и гадолиния в основе флюоресцирующего компонента - ортоалюмината иттрия, гадолиния, церия.- the ratio of the concentrations of yttrium and gadolinium ions in the basis of the fluorescent component - yttrium, gadolinium, cerium orthoaluminate.

Экспериментально установлен оптимальный дисперсный состав люминесцирующего материала из ортосиликогерманата иттрия-гадолиния-лютеция-церия, составляющий dcp=10÷16 мкм, d90≤24 мкм. Как будет показано ниже при синтезе флюоресцирующего ортоалюмината иттрия, гадолиния, церия могут быть получены продукты со средней дисперсностью dcp=10÷12 мкм и d90=20 мкм или мельче, например, dcp=4 мкм и d90=10 мкм.The optimum dispersed composition of the luminescent material from yttrium-gadolinium-lutetium-cerium orthosilicogermanate was experimentally determined, comprising d cp = 10–16 μm, d 90 ≤24 μm. As will be shown below, in the synthesis of the fluorescent orthoaluminate of yttrium, gadolinium, and cerium, products with an average dispersion of d cp = 10–12 μm and d 90 = 20 μm or finer, for example, d cp = 4 μm and d 90 = 10 μm, can be obtained.

Оптимальная дисперсность флюоресцирующего компонента была определена путем проведения серии, свыше ста, оптико-спектральных экспериментов. Для этих экспериментов использовался стандартный люминесцентный материал состава Y1,65Gd0,2Lu0,1Ce0,05(SiO2)0,99(GeO2)0,1, имеющий средний диаметр зерен dcp=12 мкм и d90=18 мкм. Этот люминофор обозначен нами в таблице 1 как h-1. К указанному люминофору добавлялось различное количество второго флюоресцирующего компонента состава Y2,65Gd0,30Ce0,05Al5O12, Ga=0 с различной дисперсностью. Этот материал обозначен в таблице 1 как Ph-2. Из двухкомпонентной смеси с использованием поликарбоната изготавливалась сцинтиллирующая пленка, на которой измерялись оптико-спектральные характеристики:The optimal dispersion of the fluorescent component was determined by conducting a series of over a hundred optical spectral experiments. For these experiments, a standard luminescent material of the composition Y 1.65 Gd 0.2 Lu 0.1 Ce 0.05 (SiO 2 ) 0.99 (GeO 2 ) 0.1 , having an average grain diameter d cp = 12 μm and d 90 = 18 microns. This phosphor is designated by us in table 1 as h-1. A different amount of the second fluorescent component of composition Y 2.65 Gd 0.30 Ce 0.05 Al 5 O 12 , Ga = 0 with different dispersion was added to the specified phosphor. This material is indicated in table 1 as Ph-2. A scintillating film was made from a two-component mixture using polycarbonate, on which the optical spectral characteristics were measured:

- световыход по отношению к NaJ (T1),- light output with respect to NaJ (T1),

- доминантная длина волны сцинтиллирующего излучения λдом.;- dominant wavelength of scintillating radiation λ house. ;

- длительность сцинтилляций, нс.- duration of scintillations, ns.

Результаты эксперимента представлены в таблице 3, где сопоставлены данные по пленочному сцинтиллятору, в котором вместо однокомпонентного люминофора излучение исходит из двухкомпонентной композиции.The experimental results are presented in table 3, which compares the data on the film scintillator, in which instead of a single-component phosphor, the radiation comes from a two-component composition.

Таблица 3Table 3 №№ п/п№№ Концентрация h-1, мас.%The concentration of h-1, wt.% Концентрация Ph-2, мас.%The concentration of Ph-2, wt.% Соотношение средних диаметров h-1 и Ph-2, мкмThe ratio of the average diameters h-1 and Ph-2, microns Относительный световыход по отношению к NaI (Tl), %Relative light output with respect to NaI (Tl),% Длительность сцинтилляций, нсScintillation duration, ns 1-11-1 90,090.0 10,010.0 dh-1 12d h-1 12 0,70.7 3737 dPh-2 12d Ph-2 12 1-21-2 92,092.0 8,08.0 dh-1 12d h-1 12 0,720.72 4040 dPh-2 12d Ph-2 12 1-31-3 94,094.0 6,06.0 dh-1 12d h-1 12 0,630.63 4242 dPh-2 12d Ph-2 12 1-41-4 96,096.0 4,04.0 dh-1 12d h-1 12 0,580.58 4444 dPh-2 12d Ph-2 12 1-51-5 98,098.0 2,02.0 dh-1 12d h-1 12 0,550.55 4444 dPh-2 12d Ph-2 12 1-61-6 99,099.0 1,01,0 dh-1 12d h-1 12 0,520.52 4646 dPh-2 12d Ph-2 12 1-71-7 99,099.0 1,01,0 dh-1 12d h-1 12 0,650.65 4444 dPh-2 2d Ph-2 2 1-81-8 98,098.0 2,02.0 dh-1 12d h-1 12 0,780.78 4242 dPh-2 2d Ph-2 2 1-91-9 96,096.0 4,04.0 dh-1 12d h-1 12 0,910.91 4040 dPh-2 2d Ph-2 2 1-101-10 94,094.0 6,06.0 dh-1 12d h-1 12 1,041,04 4040 dPh-2 2d Ph-2 2 1-111-11 94,094.0 6,06.0 dh-1 12d h-1 12 0,930.93 3838 dPh-2 1,0d Ph-2 1.0 1-121-12 NaJ (Tl)NaJ (Tl) -- -- 1one 230230 МонокристаллSingle crystal 1-131-13 100 эталон100 reference 00 dh-1 12d h-1 12 0,690.69 5656

Как следует из данных таблицы 3 световой выход полученных модельных сцинтилляторов возрастает с приростом концентрации флюоресцирующего излучающего материала, однако, этот прирост не линеен по отношению к росту концентрации флюоресцирующего излучателя. При росте концентрации второго люминофора Y3-p-qGdpCeqAl5O12 от 1% массового прирост составляет 36%, при этом оптимальная концентрация флюоресцирующего материала находится в интервале значений от 8% до 1% массового. Вероятным механизмом прироста излучения двухкомпонентного сцинтиллятора является перепоглощение первичного излученного фиолетово-синего свечения, исходящего из ортосиликогерманатного люминофора, зерна которого контактируют с зернами флюоресцентного материала со структурой граната. При равенстве средних диаметров зерен этих материалов (dcp≈12 мкм) вокруг одного зерна гранатного люминофора может располагаться до 10 зерен люминофора из ортосиликогерманата. Возбуждение этого люминофора в мощном поле гамма-квантов или электронов сопровождается интенсивными сцинтилляциями ортосиликогерманата. При этом излучаются значительные количества фиолетово-синих квантов (hν≈2,9÷3,0 эВ), по расчетам до Nкв=1·104 квантов/100 кэВ энергии фотонного поля. Указанные фиолетово-синие кванты могут быть поглощены зернами флюоресцирующего материала, имеющего интенсивную желто-оранжевую окраску. Подобное активное поглощение первичных фиолетово-синих квантов вызывает, как нами было показано при работе над изобретением, интенсивную фотолюминесценцию ортоалюмината. Спектральный максимум этого излучения приходится на длину волны с λ=550 нм. При массовом соотношении в сцинтилляторе ортосиликогерманатного люминофора до 90% отношение фиолетово-синих квантов с желтым составит ~9:1 (при этом расчете квантовая эффективность ортоалюмината составляет единицу, что близко к измеренным значениям).As follows from the data in Table 3, the light output of the obtained model scintillators increases with an increase in the concentration of the fluorescent emitting material, however, this increase is not linear with respect to the increase in the concentration of the fluorescent emitter. With an increase in the concentration of the second phosphor Y 3-pq Gd p Ce q Al 5 O 12 from 1% mass gain is 36%, while the optimal concentration of fluorescent material is in the range from 8% to 1% mass. A possible mechanism for increasing the radiation of a two-component scintillator is the reabsorption of the primary emitted violet-blue glow emanating from the orthosilicogermanate phosphor, the grains of which are in contact with the grains of a fluorescent material with a garnet structure. If the average grain diameters of these materials are equal (d cp ≈12 μm), up to 10 grains of the phosphor from orthosilicogermanate can be located around one grain of a garnet phosphor. The excitation of this phosphor in a powerful field of gamma rays or electrons is accompanied by intense scintillations of orthosilicogermanate. In this case, significant amounts of violet-blue quanta (hν≈2.9 ÷ 3.0 eV) are emitted, according to calculations up to N q = 1 · 10 4 quanta / 100 keV of photon field energy. These violet-blue quanta can be absorbed by grains of a fluorescent material having an intense yellow-orange color. Such an active absorption of primary violet-blue quanta causes, as we have shown when working on the invention, intense photoluminescence of orthoaluminate. The spectral maximum of this radiation is at a wavelength with λ = 550 nm. When the mass ratio in the scintillator of the orthosilicogermanate phosphor is up to 90%, the ratio of violet-blue quanta with yellow will be ~ 9: 1 (in this calculation, the quantum efficiency of the orthoaluminate is unity, which is close to the measured values).

Следовательно, на выходе из сцинтиллятора генерируется двухквантовое излучение, в котором превалируют фиолетово-синие кванты. Экспериментально доказано, что различные фотоприемники измеряют при фиксации этого излучения различную по величине суммарную длину волны излучения. Например, коротковолновыми ФЭУ (фотоэлектронный умножитель) фиксируется суммарная длина волны излучения λ=(460±5) нм, тогда как при использовании ФЭУ с мультищелочным катодом наблюдается существенный длинноволновый сдвиг доминантной длины волны спектрального максимума до 495÷500 нм. Если в качестве приемника излучения предложенного двухкомпонентного сцинтиллятора использовать кремниевые фотодиоды, то значение доминантной длины волны сдвигается до λдом=515÷520 нм. При этом нами было обнаружено, что интенсивность шумовых процессов, сопровождающих процесс сцинтилляций, резко (до 4÷5 раз) снижается. В обнаружении подобного явления «шумового подавления» заключается также неординарное и непредсказуемое свойство предложенного двухкомпонентного сцинтиллятора на основе ортосиликогерманата и ортоалюмината.Consequently, two-quantum radiation is generated at the exit of the scintillator, in which violet-blue quanta prevail. It has been experimentally proved that various photodetectors measure, when fixing this radiation, a different total wavelength of radiation that is different in magnitude. For example, the short-wavelength PMT (photoelectron multiplier) fixes the total radiation wavelength λ = (460 ± 5) nm, while when using a PMT with a multi-alkaline cathode, a significant long-wavelength shift of the dominant wavelength of the spectral maximum to 495 ÷ 500 nm is observed. If silicon photodiodes are used as the radiation detector of the proposed two-component scintillator, then the value of the dominant wavelength is shifted to λ house = 515 ÷ 520 nm. At the same time, we found that the intensity of the noise processes accompanying the scintillation process decreases sharply (up to 4–5 times). The unusual and unpredictable property of the proposed two-component scintillator based on orthosilicogermanate and orthoaluminate also lies in the discovery of such a phenomenon of “noise suppression”.

Эффект значительного прироста эффективности возникает, как следует из данных таблицы 3, при использовании в двухкомпонентном сцинтилляторе флюоресцентного излучающего материала из ортоалюмината иттрия, гадолиния церия с очень маленьким размером зерен, dcp≈2 мкм. При равных массовых долях обоих компонентов, например, 98% и 2%, световой выход возрастает для сцинтиллятора с мелкодисперсным зерном флюоресцирующего гранатного люминофора на 40%. При введении в состав сцинтиллятора большего количества мелкодисперсных зерен ортоалюмината световой выход излучения превысит значение этого параметра для монокристаллического сцинтиллятора из NaJ (T1). При этом прирост световыхода в сравнении с эталоном составляет 50%. В настоящее время нам неизвестны сцинтилляторы для регистрации бета и фотонных излучений средних энергий с подобным высоким выходом. Это преимущество предложенного двухкомпонентного сцинтиллятора, отличающегося тем, что оптимальное массовое соотношение ортосиликогерманатного и ортоалюминатного люминофоров соответственно составляет от 92-98% до 8-2% массовых при том, что средние диаметры зерен этих материалов составляют dcp=12 мкм и dcp=2 мкм.The effect of a significant increase in efficiency arises, as follows from the data in Table 3, when using a fluorescent emitting material from yttrium orthoaluminate, cadmium gadolinium with a very small grain size, d cp ≈ 2 μm in a two-component scintillator. With equal mass fractions of both components, for example, 98% and 2%, the light output increases for a scintillator with fine grain fluorescent garnet phosphor by 40%. When more finely dispersed grains of orthoaluminate are introduced into the scintillator, the light output of the radiation will exceed the value of this parameter for a single-crystal scintillator from NaJ (T1). In this case, the increase in light output in comparison with the standard is 50%. At present, we are not aware of scintillators for detecting beta and photon emissions of medium energies with a similar high yield. This is the advantage of the proposed two-component scintillator, characterized in that the optimal mass ratio of the orthosilicogermanate and orthoaluminate phosphors is respectively from 92-98% to 8-2% mass, while the average grain diameters of these materials are d cp = 12 μm and d cp = 2 microns.

При изготовлении сцинтиллятора двухкомпонентную смесь люминофоров распределяют в растворе поликарбоната. Формирование сцинтиллирующий полимерной ленты проводят методом литья на подвижную металлическую подложку при скорости ее передвижения до 5 м/ч. Отлитое покрытие высушивают инфракрасными лампами в течение 1 ч. Оптимально, отлитые пленочные покрытия имеют ширину 200 мм при толщине от 40 до 220 мкм. Предложенный пленочный сцинтиллятор имеет желтоватую окраску и интенсивно флюоресцирует под действием рассеянного дневного света.In the manufacture of a scintillator, a two-component mixture of phosphors is distributed in a polycarbonate solution. Scintillating polymer tape is formed by casting onto a movable metal substrate at a speed of its movement up to 5 m / h. The cast coating is dried with infrared lamps for 1 hour. Optimally, the cast film coatings have a width of 200 mm and a thickness of 40 to 220 microns. The proposed film scintillator has a yellowish color and intensively fluoresces under the action of scattered daylight.

В процессе экспериментальной работы над изобретением была изучена возможность повышения конверсионной эффективности сцинтиллятора при высоких энергиях электронов и гамма-квантов. В качестве основного механизма повышения эффективности нами был использован прием увеличения среднего эффективного номера Z излучающих материалов, используемых в сцинтилляторе. Так, среднее значение атомного номера ортосиликогерманата Y2-x-y-zGdxLuyCezO3(SiO2)1-p[GeO2]p составляет Zcp≈40 единиц при [Gd]=0 и [Lu]=0, но уже повышение содержания [Gd]=0,3 и [Lu]=l атомной доли увеличивает среднее значение атомного номера до Z=60 единиц. Повышение содержания [GeO2]=0,2 увеличивает средний атомный номер до Z=63 единицы. Нами было предложено управление средним атомным номером флюоресцентного люминофора Y3-p-qGdpCeq(AlGa)5O12 путем увеличения содержания одновременно двух тяжелых элементов Gd и Ga в основе люминофора. Увеличение содержания гадолиния до [Gd]=1,8÷2,0 атомной доли с повышением содержания Ga=3 атомной доли повышает значение среднего атомного номера до Z=60 единиц. Введение в состав сцинтиллирующего покрытия двух излучающих материалов со средневысокими значениями атомного номера позволяет достигнуть энергетического сдвига на кривой «эффективность-энергия квантов» в сторону больших энергий. В этом случае энергетическая кривая становится более пологой в области фотонных полей с E=160÷180 кэВ. В этом также заключается преимущество предложенного сцинтиллятора.In the process of experimental work on the invention, the possibility of increasing the conversion efficiency of the scintillator at high energies of electrons and gamma rays was studied. As the main mechanism for increasing efficiency, we used the technique of increasing the average effective number Z of emitting materials used in the scintillator. So, the average atomic number of the orthosilicogermanate Y 2-xyz Gd x Lu y Ce z O 3 (SiO 2 ) 1-p [GeO 2 ] p is Z cp ≈40 units at [Gd] = 0 and [Lu] = 0, but already increasing the content of [Gd] = 0.3 and [Lu] = l of the atomic fraction increases the average value of the atomic number to Z = 60 units. Increasing the content of [GeO 2 ] = 0.2 increases the average atomic number to Z = 63 units. We have proposed controlling the average atomic number of the Y 3-pq Gd p Ce q (AlGa) 5 O 12 fluorescent phosphor by simultaneously increasing the content of two heavy elements Gd and Ga in the phosphor basis. An increase in the gadolinium content to [Gd] = 1.8–2.0 atomic fraction with an increase in the content of Ga = 3 atomic fraction increases the average atomic number to Z = 60 units. The introduction of two emitting materials with medium-high atomic numbers into the scintillation coating allows one to achieve an energy shift on the “efficiency-energy of quanta” curve towards higher energies. In this case, the energy curve becomes more gentle in the region of photon fields with E = 160–180 keV. This is also the advantage of the proposed scintillator.

Полученное тонкопленочное сцинтиллирующее покрытие на основе двойной смеси люминофоров предназначено для создания специальных детектирующих блоков с применением оптически прозрачных светосборников, геометрические размеры которых выбираются из условий их использования. В процессе испытаний нового сцинтиллятора были проведены термические исследования его стабильности, которые показали его высокие качества. В режиме малых, средних и больших доз радиоактивного излучения (электроны и гамма-кванты) установлены высокие параметры его радиационной устойчивости.The obtained thin-film scintillating coating based on a double mixture of phosphors is designed to create special detecting blocks using optically transparent light collectors, the geometric dimensions of which are selected from the conditions of their use. In the process of testing the new scintillator, thermal studies of its stability were carried out, which showed its high quality. In the mode of small, medium and large doses of radioactive radiation (electrons and gamma rays), high parameters of its radiation stability are established.

Установочная серия новых сцинтилляторов подготовлена в настоящее время к выпуску.An installation series of new scintillators is currently ready for release.

Claims (3)

1. Пленочный сцинтиллятор для регистрации бета- и фотонного излучений, выполненный из поликарбоната, наполненного сцинтиллирующим люминофором из порошкообразного кристаллического ортосиликатогерманата иттрия, гадолиния, лютеция и церия, имеющего общую стехиометрическую формулу
Y2-х-у-z·Cdx·Luy·Cez·О3(SiO2)1-р·(GeO2)р
с интервалами стехиометрических индексов:
х=0,01…1,0,
у=0,01…0,9,
z=0,005…0,05,
р=0…0,8,
отличающийся тем, что дополнительно в качестве сцинтиллирующего люминофора применен порошкообразный кристаллический ортоалюминат иттрия, гадолиния, церия с общей стехиометрической формулой
Y3-m-n·Gdm·Cen·(AlGa)5·O12
с интервалами стехиометрических индексов
m=0,01…1,
n=0,01…0,1,
при этом максимум длины волны оптического излучения смеси люминофоров от 420 до 550 нм, а длительность сцинтилляций от 30 до 40 нс.
1. A film scintillator for detecting beta and photon radiation, made of polycarbonate filled with a scintillating phosphor of powdered crystalline orthosilicate orthosilicate yttrium, gadolinium, lutetium and cerium having the general stoichiometric formula
Y 2-x-y-z · Cd x · Lu y · Ce z · O 3 (SiO 2 ) 1-p · (GeO 2 ) p
at intervals of stoichiometric indices:
x = 0.01 ... 1.0,
y = 0.01 ... 0.9,
z = 0.005 ... 0.05,
p = 0 ... 0.8,
characterized in that, in addition, a powdered crystalline orthoaluminate of yttrium, gadolinium, cerium with a general stoichiometric formula is used as a scintillating phosphor
Y 3-mn Gd m Ce n (AlGa) 5 O 12
at intervals of stoichiometric indices
m = 0.01 ... 1,
n = 0.01 ... 0.1,
the maximum wavelength of optical radiation of a phosphor mixture is from 420 to 550 nm, and the scintillation duration is from 30 to 40 ns.
2. Пленочный сцинтиллятор для регистрации бета- и фотонного излучений по п.1, отличающийся тем, что соотношение кристаллического ортосиликатогерманата иттрия, гадолиния, лютеция и церия и ортоалюмината иттрия, гадолиния, церия в смеси составляет от 92-98 до 8-2 мас.% соответственно.2. A film scintillator for detecting beta and photon radiation according to claim 1, characterized in that the ratio of the crystalline orthosilicate co-yttrium, gadolinium, lutetium and cerium and orthoaluminate yttrium, gadolinium, cerium in the mixture is from 92-98 to 8-2 wt. % respectively. 3. Пленочный сцинтиллятор для регистрации бета- и фотонного излучений по п.1, отличающийся тем, что концентрация смеси сцинтиллирующих люминофоров в пленке составляет от 10 до 75 мас.%. 3. A film scintillator for detecting beta and photon radiation according to claim 1, characterized in that the concentration of the mixture of scintillating phosphors in the film is from 10 to 75 wt.%.
RU2009104577/28A 2009-02-12 2009-02-12 Film-type scintillator for detecting beta- and photon emissions RU2388017C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009104577/28A RU2388017C1 (en) 2009-02-12 2009-02-12 Film-type scintillator for detecting beta- and photon emissions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009104577/28A RU2388017C1 (en) 2009-02-12 2009-02-12 Film-type scintillator for detecting beta- and photon emissions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2388017C1 true RU2388017C1 (en) 2010-04-27

Family

ID=42672770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009104577/28A RU2388017C1 (en) 2009-02-12 2009-02-12 Film-type scintillator for detecting beta- and photon emissions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2388017C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499329C2 (en) * 2011-09-02 2013-11-20 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Коммерческая Фирма "Элтан Лтд" Luminescent polycarbonate film for white light-emitting diodes and detectors
RU2622124C2 (en) * 2011-01-31 2017-06-13 Фурукава Ко., Лтд. Garnet-structured crystal for scintillator and radiation detector using same
RU2640094C1 (en) * 2015-11-25 2017-12-26 СИМЕНС МЕДИКАЛ СОЛЮШЕНС ЮЭсЭй, ИНК. Ceramic phoswich-detector with alloyed optical elements, method of its production and products consisting of it
RU2817004C1 (en) * 2023-11-13 2024-04-09 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) Method of producing film scintillator

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2622124C2 (en) * 2011-01-31 2017-06-13 Фурукава Ко., Лтд. Garnet-structured crystal for scintillator and radiation detector using same
RU2499329C2 (en) * 2011-09-02 2013-11-20 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Коммерческая Фирма "Элтан Лтд" Luminescent polycarbonate film for white light-emitting diodes and detectors
RU2640094C1 (en) * 2015-11-25 2017-12-26 СИМЕНС МЕДИКАЛ СОЛЮШЕНС ЮЭсЭй, ИНК. Ceramic phoswich-detector with alloyed optical elements, method of its production and products consisting of it
US10150914B2 (en) 2015-11-25 2018-12-11 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Ceramic phoswich with fused optical elements, method of manufacture thereof and articles comprising the same
RU2817004C1 (en) * 2023-11-13 2024-04-09 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) Method of producing film scintillator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yanagida Inorganic scintillating materials and scintillation detectors
Yanagida et al. Evaluation of properties of YAG (Ce) ceramic scintillators
Shah et al. High energy resolution scintillation spectrometers
Fujimoto et al. Luminescence and scintillation properties of TlCdCl3 crystal
Khan et al. Ce3+-activated Tl2GdCl5: Novel halide scintillator for X-ray and γ-ray detection
Cherepy et al. Performance of europium-doped strontium iodide, transparent ceramics and bismuth-loaded polymer scintillators
Yanagida et al. Comparative studies of optical and scintillation properties between LiGaO2 and LiAlO2 crystals
Prusa et al. Light yield of (Lu, Y, Gd) 3Al2Ga3O12: Ce garnets
Wilson et al. Strontium iodide scintillators for high energy resolution gamma ray spectroscopy
Korzhik et al. Towards effective indirect radioisotope energy converters with bright and radiation hard scintillators of (Gd, Y) 3Al2Ga3O12 family
Sakthong et al. Scintillation properties of Gd3Al2Ga3O12: Ce3+ single crystal scintillators
Rahmanifard et al. Synthesis and development of a vinyltoluene-based plastic scintillator
Arai et al. Luminescence and scintillation properties of TlMg (Cl1-xBrx) 3 crystals
Kato et al. Development of in-doped RbBr transparent ceramics with optically stimulated luminescence properties
Igashira et al. Ce-concentration dependence in CaYAl3O7 single crystalline scintillators
Rajakrishna et al. Improvement in Plastic Scintillator with Loading of BaFBr: Eu²⁺ Radioluminescence Phosphor
RU2388017C1 (en) Film-type scintillator for detecting beta- and photon emissions
Kang et al. GdBr3: Ce in glass matrix as nuclear spectroscopy detector
Chewpraditkul et al. Optical and scintillation properties of LuGd2Al2Ga3O12: Ce, Lu2GdAl2Ga3O12: Ce, and Lu2YAl2Ga3O12: Ce single crystals: A comparative study
Wu et al. Ultralow-concentration Sm codoping in CsI: Tl scintillator: A case of little things can make a big difference
Van Loef et al. Nonproportionality and energy resolution of a LaCl 3: 10% Ce 3+ scintillation crystal
Glodo et al. Dual gamma neutron detection with Cs [sub] 2 [/sub] LiLaCl [sub] 6 [/sub]
Iwanowska-Hanke et al. Cerium-doped gadolinium fine aluminum gallate in scintillation spectrometry
Zahra et al. Effect of Ce3+ Content and Annealing Temperature on the Optical and Scintillation Properties of Ce3+‐Doped Y3Al5O12 Nanoscintillator Synthesized by Sol–Gel Route
Otake et al. Radiation-induced luminescence properties of BaCl2: Eu transparent ceramics fabricated by spark plasma sintering method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160213