Например, Бобцов

Совместное легирование тетрабората лития переходными и щелочными металлами

Аннотация:

Введение. Выполнено исследование люминесцентных свойств тканеэквивалентных детекторов, изготовленных на основе тетрабората лития, легированного магнием, марганцем и оловом. Анализ полученных результатов позволяет подтвердить комплексность центров свечения в тетраборате лития без использования методов структурного анализа. Впервые продемонстрировано и объяснено влияние способа и порядка введения примесей на запасающие свойства исследованных материалов. Метод. Синтез основы тетрабората лития выполнен при реакции борной кислоты и карбоната лития. Связующим материалом являлся оксид кремния. Добавление магния, марганца и олово происходило как при синтезе самой основы, так и методом вторичного легирования. Конечной стадией синтеза стало спрессовывание порошка в таблетки и спекание при 1158 К в атмосфере аргона. Регистрация сигнала фотолюминесценции и катодолюминесценции осуществлена с помощью спектрометров с ПЗС-матрицами. Для возбуждения катодолюминесценции применялся портативный импульсный ускоритель электронов. Термически стимулированная люминесценция регистрировалась после предварительного возбуждения электронным пучком с помощью термолюминесцентного дозиметрического считывателя с нагревателем и фотоэлектронным умножителем. Основные результаты. Получены спектры фотолюминесценции, катодолюминесценции и кривые термически стимулированной люминесценции для пяти образцов тетрабората лития с различными примесями в виде магния, марганца и олова. Выполнено сравнение полученных результатов с целью выявления закономерностей зависимости интенсивности люминесценции от состава легирующих компонент и порядка их добавления. Установлено, что методика синтеза и порядок вхождения примеси в основу тетрабората лития влияет на люминесцентные свойства вещества. Выдвинуто предположение, что одна из примесей встраивается в борокислородный каркас, а вторая располагается на позиции катиона. Существующая конкуренция примесей за катионную позицию приводит к следующему результату. Легирование олова обеспечивает увеличение количества центров свечения марганца и в значительной мере сенсибилизирует его люминесценцию, в то время как легирование магния приводит к обратному результату. Обсуждение. На основе исследованных материалов возможно создание перспективных тканеэквивалентых детекторов с кардинально различными люминесцентными свойствами: в зависимости от доз ионизирующего излучения требуется использование материала с разной чувствительностью и радиационной стойкостью. Таким образом, изготовление детекторов на основе тетрабората лития и описанных примесей в будущем позволит создать перспективную группу детекторов ионизирующего излучения с различными свойствами.

Ключевые слова:

Статьи в номере