Радиационные дефекты в кристаллах CSI:TL и их влияние на сцинтилляционный процесс
| Main Authors: | Л. Н. Трефилова, В. Ю. Яковлев, В. Д. Алексеев, А. М. Лебединский, А. Л. Шпилинская, А. А. Карнаухова, Е. В. Тарахно |
|---|---|
| Format: | Article Journal |
| Bahasa: | rus |
| Terbitan: |
, 2020
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
https://zenodo.org/record/3648033 |
Daftar Isi:
- Приведен анализ литературных данных о результатах исследования сцинтилляционных, абсорбционных и люминесцентных свойств поврежденных радиацией сцинтилляционных кри-сталлов CsI:Tl. Обсуждаются природа и механизм образования долгоживущих активаторных центров окраски, наведенных облучением в CsI:Tl. По сравнению с другими щелочными галоге-нидами кристалл CsI является чрезвычайно устойчивым к воздействию радиации из-за высокой энергией активации Ea=0,22 эВ, необходимой для пространственного разделения сильных “off-центровых” экситонов с образованием долгоживущих центров окраски по “подпороговому” ме-ханизму. Установлено, что несмотря на это фундаментальное свойство решетки CsI, кристаллы CsI:Tl, загрязненные ОН– и СО32–-ионами, эффективно окрашиваются не только ионизирующим излучением, но и дневным светом. Показано, что причиной образования собственных и актива-торных центров окраски в кристаллах CsI и CsI:Tl является перенос заряда, инициирующий ра-диационно-химические реакции с участием ОН– и СО32–- ионов. В результате этих твердотель-ных реакций в кристалле CsI:Tl образуется два типа долгоживущих активаторных центров окраски Tl0va+ и Tl2+vc–, которые несут заряды противоположного знака и представляют собой электронные Tl0 и дырочные Tl2+ центры окраски, возмущенные соседней анионной va+ и кати-онной vс– вакансией, соответственно. Доказано, что Tl0va+ и Tl2+vс– центры окраски не снижают конверсионную эффективность кристалла CsI:Tl, но участвуют в сцинтилляционном процессе, получая резонансным путем энергию от Tl+ центров. Деградация светового выхода облученных кристаллов CsI:Tl обусловлена излучательным переносом энергии от Tl+ к Tl0va+ центрам, люми-несценция которых потушена в области рабочих температур сцинтиллятора CsI:Tl (210230 К). Безызлучательный резонансный перенос энергии от Tl+ к Tl2+vс– центрам приводит к длинновол-нового сдвигу спектра и изменению формы сцинтилляционного импульса.