http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2019.1-2.40

УДК 539.1.074.3 : 62-492.2 : 546.47'78'21

Гнучкі композиційні сцинтилятори на основі мікро- та нанопорошків ZnWO₄

Тінькова В. С., Якубовська Г. Г., Тупіцина І. А., Абашин С. Л., Пузан Г. Н., Третьяк С. О.
(англійською мовою)

Ключові слова: вольфрамат цинку, нанорозмірні кристали, мікророзмірні кристали, композиційні сцин-тилятори, світловий вихід, рівень післясвітіння.

Для отримання матеріалів, придатних для використання в сучасних сцинтиляційних детекторах (для неруйнівного контролю, цифрової радіографії і рентгенографії, a-, b-, g- та нейтронної реєстрації), ведуться пошуки ефективних технологічних методів. Одним з перспективних напрямків досліджень в цій області є створення композиційних сцинтиляторів на основі мікро- і нанорозмірних кристалічних порошків. Властивості таких сцинтиляійних порошків істотно залежать від розміру складових їхніх частинок і морфології, отже, керуючи цими параметрами, можна створити сцинтиляційні детектори з високими сцинтиляційними характеристиками.
Вольфрамат цинку (ZnWO₄) — це перспективний матеріал, який завдяки унікальній комбінації властивостей може стати успішною заміною ZnWO₄, що містить токсичний кадмій. У даній роботі проведені дослідження, спрямовані на пошук ефективного способу отримання порошку ZnWO₄ для розробки гнучких композиційних сцинтиляторів з високими функціональними характеристиками, такими як світловий вихід і рівень післясвітіння.
Досліджували порошки вольфрамату цинку (ZnWO₄), синтезовані трьома способами: гідротермальним з мікрохвильовим нагрівом, розчин-розплавним методом і методом твердофазового синтезу. Отримані нано- та мікропорошки слугували наповнювачем для створення гнучких композиційних сцинтиляторів. Як сполучне був використаний силіконовий каучук. Морфологію зразків вивчали за допомогою трансмісійної та скануючої електронної мікроскопії. Досліджено люмінесцентні характеристики і сцинтиляційні параметри отриманих композитів. Продемонстровано залежність сцинтиляційних параметрів композитів від морфологічних особливостей нано- та мікрокристалітів ZnWO₄.
Світловий вихід композиту з порошку, виготовленого з подрібненого об'ємного кристалу ZnWO₄, становить 84—280% від світлового виходу монокристалла ZnWO₄ і залежить від умов збору світла. Композиційні зразки з нанорозмірних порошків ZnWO₄, отриманих гідротермально-мікрохвильовим і розчин-розплавним методами, за своїми сцинтиляційними характеристиками поступаються композиту з подрібненого кристала. Твердофазовий метод синтезу з використанням мінералізатора на основі нітрату літію дозволяє отримувати мікронний порошок ZnWO₄ з високим значенням світлового виходу, минаючи стадію вирощування монокристалу. Параметри композитів на основі такого порошку близькі до параметрів монокристала вольфрамату кадмію.

Україна, м. Харків, Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України; Національний аерокосмічний університет «Харківський авіаційний інститут»; НТК «Інститут монокристалів» НАН України.

Опис статті для цитування: Tinkova V. S., Yakubovskaya A. G., Tupitsyna I. A., Abashin S. L., Puzan A. N., Tretyak S. O. Flexible composite scintillators based on ZnWO₄ micro- and nanopowders. Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2019, № 1-2, с. 40–49. http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2019.1.40.

Cite the article as:: Tinkova V. S., Yakubovskaya A. G., Tupitsyna I. A., Abashin S. L., Puzan A. N., Tretyak S. O. Flexible composite scintillators based on ZnWO₄ micro- and nanopowders. Tekhnologiya i Konstruirovanie v Elektronnoi Apparature, 2019, no. 1-2, pp. 40–49. http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2019.1.40.