بررسی خواص سوسوزنی بلورهای CsI(Tl) رشد داده شده با آلایندههای Ca و Tm | ||
| مجله سنجش و ایمنی پرتو | ||
| مقاله 4، دوره 7، شماره 4 - شماره پیاپی 24، شهریور 1397، صفحه 29-38 اصل مقاله (1.18 M) | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22052/6.4.29 | ||
| نویسندگان | ||
| سجاد شاه ملکی؛ فائزه رحمانی* | ||
| دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی | ||
| چکیده | ||
| در این پژوهش به ساخت بلورهای CsI(Tl) طی رشد به روش بریجمن با استفاده از آلاینده هایی نظیر Ca و Tm بهمنظور بررسی خواص سوسوزنی برای کاربرد به عنوان آشکاساز گاما پرداخته شده است. برای ارزیابی بلورهای رشد داده شده، پراش ایکس، طیف لیان نوری، طیف گرمالیانی و نیز طیف های گامای ثبت شده توسط بلورها، بررسی شدند. همچنین پارامترهای سوسوزنی از جمله قدرت تفکیک انرژی، پاسخ سوسوزنی بهره نوری و پستاب مورد مطالعه و اندازه گیری قرار گرفتند. خواص سوسوزنی بلور CsI(Tl) با آلاینده های مختلف نسبت به CsI(Tl) به عنوان نمونه استاندارد (ساخت شرکت Amcrys) مقایسه شدند. برای بلور CsI با آلاینده Tl، بهره نوری %97 ، قدرت تفکیک انرژی در انرژیkeV 662 برابر %11 و پاسخ سوسوزنی ns 1054 اندازه گیری شد. افزودن آلاینده های Ca و Tm به ساختار بلوری CsI(Tl) باعث کاهش مراکز به دام افتاده و همچنین ایجاد زیر تراز لیان نوری شده، از این رو باعث تغییر خواص سوسوزنی میشوند. افزودن آلاینده Tm2+ در ساختار شبکه ای CsI(Tl) منجر به افزایش بهره نوری به %103، قدرت تفکیک انرژی %7/9 و پاسخ سوسوزنی ns 1373 شده، در صورتیکه این آلاینده پاسخ سوسوزنی را کندتر می کند و باعث ایجاد پستاب کمتری نسبت به نمونه CsI(Tl) میشود. آلاینده Ca2+ در ساختار شبکه ای CsI(Tl) بر روی بهره نوری و قدرت تفکیک انرژی اثر نامطلوب دارد، در صورتیکه پاسخ سوسوزنی را سریعتر کرده و باعث ایجاد پستاب بیشتری نسبت به نمونه CsI(Tl) میشود. همچنین باعث کاهش بهره نوری به %98، قدرت تفکیک انرژی %12 برای انرژی keV 662 و پاسخ سوسوزنی ns 537 میشود. | ||
| کلیدواژهها | ||
| یدید سزیم آلاییده؛ قدرت تفکیک انرژی؛ بهره نوری؛ زمان فروافت سوسوزنی؛ لیان نوری؛ گرمالیانی | ||
| مراجع | ||
|
[1] T. Jing, C. Goodman, J. Drewery, G. Cho, W. Hong, H. Lee, S. Kaplan, A. Mireshghi, V. Perez-Mendez and D. Wildermuth. Amorphous silicon pixel layers with cesium iodide converters for medical radiography, IEEE Trans. Nucl. Sci. 41 (1994) 903–909.
[2] N. Martin. Scintillation detectors for x-rays, Meas. Sci. Technol. 17 (2006) 37–54.
[3] A. Jhingan, P.Sugathan, GurpreetKaur, K. Kapoor, N.Saneesh, T. Banerjee, H. Singh, A. Kumar, B. Behera and B. Nayak. Front-end electronics for CsI based charged particle array for the study of reaction dynamics, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 786 (2015) 51–58.
[4] W. Carel and V. Eijk. Inorganic scintillators in medical imaging detector, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 509 (2003) 17-25.
[5] G.F. Knoll. Radiation Detection and Measurement, Third Edition, Wiley Inc., New York, (2000).
[6] www.crystals.saint-gobain. com/sites/imdf.crystals.com /files/documents/Scintillation Arrays. sgc-array-assemblies.pdf.
[7] C. Brecher, A. Lempicki, S.R. Miller, J. Glodo, E.E. Ovechkina, V. Gaysinskiy, V.V. Nagarkar and R.H. Bartram. Suppression of afterglow in CsI:Tl by codoping with Eu2+—I: Experimental, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 558 (2006) 450–457.
[8] E. Ovechkinaa, V. Gaysinskiya, S. Millera, C. Brecher, A. Lempickib and V. Nagarkara. Multiple doping of CsI:Tl crystals and its effect on afterglow, Radiation Measurements 42 (2007) 541–544.
[9] J. Glodo, Y. Wang, R. Shawgo, C. Brecher, H. Hawrami, J. Tower and S. Shah. New Developments in Scintillators for Security Applications. Physics Procedia 90 (2017) 285–290.
[10] L.A. Kappers, R.H. Bartram, D.S. Hamilton, A. Lempicki, C. Brecher, V.Gaysinskiy, E.E. Ovechkina, S. Thacker and V.V. Nagarkar. A tunneling model for afterglow suppression in CsI:Tl, Sm scintillation materials , Radiation Measurements 45 (2010) 426–428.
[11] D. Totsuka, T. Yanagida, Y. Fujimoto, Y. Yokota, F. Moretti, A. Vedda and A. Yoshikawa. Afterglow Suppression by Codoping with Bi in CsI:Tl Crystal Scintillator, Applied Physics Express 5 (2012) 052601–052603.
[12] Y. Wu, G. Ren, M. Nikl, X. Chen, D. Ding, S. Pana and F. Yang. CsI:Tl+,Yb2+: ultra-high light yield scintillator with reduced afterglow, 3312, Cryst Eng. Comm 16 (2014) 3312–3317.
[13] Y. Wu, G. Ren, F. Meng, .X. Chen, D. Ding, H. Li, S. Pan and L. Melcher. Scintillation Characteristics of Indium Doped Cesium Iodide Single Crystal, IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE 62 (2015) 571–576.
[14] S. Singh, D. Desai, A. Singh, M.Tyagi, A. Sinha, S. Gadkari and S. Gupta. Growth of CsI:Tl crystals in carbon coated silica crucibles by the gradient freeze technique . Journal of Crystal Growth 351 (2012) 88–92.
[15] A. Yoshikawa, Y. Yokota, Y. Shoji, R. Kral, K. Kamada, S. Kurosawa, Y. Ohashi, M. Arakawa, I. Chani, V. Kochurikhin, A. Yamaji, M. Andrey and M. Nikl. Development and melt growth of novel scintillating halide crystals. Optical Materials 74 (2017) 109–119.
[16] http://www.amcrys.com/pdf/4281.pdf.
[17] Y. Wu, G. Ren, M. Nikl, X. Chen, D. Ding, S. Pan and F. Yang. Ultralow-concentration Sm codoping in CsI:Tl scintillator: A case of little things can make a big difference, Optical Materials 38 (2014) 297–300.
[18] http://www.photonis.com. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 516 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 482 |
||
