Кинетика накопления носителей заряда при гамма- облучении в отработанных сцинтилляционных кристаллах LuAG:Pr

Abstract

Ресурс быстродействующих сцинтилляторных монокристаллов LuAG:Pr, используемых вдетекторах для физики высоких энергий, ограничен флюенсами быстрых нейтронов ≥1016 см−2из-за накопления дефектных центров окраски. Цель работы исследовать возможностьпреобразования этих отработанных сцинтилляторных детекторов в термолюминесцентныедозиметры путем радиационной и термической обработки. Исходные монокристаллы LuAG:Prоблучены флюенсом 1017 см−2 быстрых нейтронов в реакторе ВВР-СМ и термическиобработаны для обесцвечивания, затем подвергнуты 60Со γ-облучению при 310 К и мощностидозы 0.064 Gy/s в интервале 6.4−70.4 Gy. Изучено влияние кинетики накопления носителейзаряда на активаторное свечение методами γ-люминесценции (ГЛ), оптической абсорбционнойспектроскопии и интегральных кривых термовысвечивания (КТВ) при 300-605 K. Показано,что после флуенса 1017 см−2, термообработки и гамма-дозы 770 Gy снижение интенсивностиполосы ГЛ310 nm Pr3+-центра на ~50% связано с захватом дырок на Pr3+ с переходом в Pr4+ иэлектронов на дефектных центрах F+ и VO(Cdop)/F2+. Полученный линейный рост пика КТВ при440 К и сохранение температуры максимума с ростом гамма-дозы 13→70.4 Gy обусловленосвобождением носителей зарядов из этих глубоких ловушек. Набранная светосумма вотработанных LuAG:Pr стабильна при выдержке до 5 ч. при 310 К. Эти характеристикинеобходимы для термолюминецентной дозиметрии в стерилизации медицинских изделий ипищевых продуктов. Эти характеристики необходимы для термолюминесцентной дозиметрии.