LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Плівки CsI(TI): структура, сцинтиляційні властивості, формування зображень

нормовано на пік еталонного б – детектору.

Відповідно до наведених спектрів амплітуд імпульсів сцинтиляцій (Рис. 7), світловий вихід зразків, отриманих шляхом сублімації фрагменту кристалу CsI(Tl), є вищим, ніж еталонного б - детектору, а енергетична роздільна здатність таких шарів дорівнює або перевершує аналогічне значення еталонного б - детектору. Отримані значення енергетичної роздільної здатності свідчать про однорідний розподіл активатора в об'ємі шару, а високий у порівнянні з еталонним б - детектором світловий вихід - про створення необхідної концентрації активатора в шарі.

Отже, розроблена методика напилення дозволяє забезпечити в конденсованому шарі концентрацію активатора, яка відповідає його змісту у матеріалі джерела та його однорідний розподіл в об'ємі шару, що приводить до підвищення світлового виходу й енергетичної роздільної здатності шарів CsI(Tl) до величин, які можуть бути порівняні або перевершувати аналогічні величини еталонного б - детектору на основі кристалу CsI(Tl).

Наведені дані відносно світлового виходу сцинтиляційних шарів CsI(Tl) є якісною оцінкою, отриманою шляхом порівняння амплітудних спектрів зразків зі спектром еталонного б - детектору на основі кристалу CsI(Tl). Такий еталонний б - детектор уявляє собою кристал CsI(Tl), який було виготовлено у формі диска, та покрито оптично прозорим лаком для захисту від впливів навколишнього середовища й механічних ушкоджень. Застосоване покриття детектора поглинає б – частинки, що призводить до зменшення його світлового виходу.

Для кількісної оцінки бажано виміряти світловий вихід шарів CsI(Tl) як число фотонів, що емітуються сцинтилятором при поглинанні енергії випромінювання, яка дорівнює 1 МеВ. Визначення світлового виходу у фотонах/МеВ може бути виконане шляхом порівняння амплітуди сигналу від досліджуваного зразка з амплітудою сигналу еталону, для якого є відомим світловий вихід. З метою отримання світлового виходу шарів CsI(Tl), що вимірюється у фотонах/МеВ, та порівняння сцинтиляційних характеристик вакуумних конденсатів сцинтилятору CsI(Tl) із кристалом CsI(Tl) без покриття був виготовлений еталонний зразок кристалу CsI(Tl). Еталонний зразок було вирізано з кристалу CsI(Tl), концентрація активатора в якому дорівнювала 1.610-1 моль %, у формі диску з розмірами Ш 15Ч2 мм. Використовуючи розроблену в Інституті сцинтиляційних матеріалів методику, було виміряно абсолютний світловий вихід виробленого еталонного зразку, який склав 48000 фотонів/МеВ. Для визначення відносного світлового виходу шарів CsI(Tl) було отримано в однакових умовах спектри амплітуд імпульсів сцинтиляцій плівок та еталонного зразку кристалу CsI(Tl) з виміряним абсолютним світловим виходом (Рис. 8). Світловий вихід визначається як сума електричних імпульсів, зареєстрованих у кожному каналі багатоканального амплітудного аналізатору. Амплітуда імпульсу пропорційна числу фотонів, генерованих у сцинтиляторі при кожному акті поглинання частинки або кванта випромінювання. Таким чином, світловий вихід може бути охарактеризований першим моментом кривої піка повного поглинання на амплітудному спектрі - , де - номер каналу амплітудного аналізатора, - число імпульсів у цьому каналі.

Рис. 8. Спектри амплітуд імпульсів сцинтиляцій, що було отримано при збудженні б – частинками з енергією 5.15 МеВ від джерела Pu239 а) - еталонного б - детектору CsI(Tl); б), в), г),д) - шарів CsI(Tl), конденсованих з фрагменту кристалу CsI(Tl); е) - еталонного кристалу CsI(Tl). Усі криві було нормовано на пік еталонного б – детектору.


Характеристики зразків, полічені у такий спосіб у відношенні до еталонного кристалу CsI(Tl) (z/zкристал), наведені на Рис. 8. Порівняння перших моментів піків повного поглинання експериментальних зразків, отриманих шляхом сублімації фрагменту кристалу CsI(Tl), та кристалу з відомим абсолютним світловим виходом свідчить, що плівки CsI(Tl) наближаються за світловим виходом до еталонного кристалу CsI(Tl). Слід зазначити, що енергетична роздільна здатність, продемонстрована шарами CsI(Tl), уступає енергетичній роздільній здатності еталонного кристалу CsI(Tl). Треба відзначити, що при розрахунку не були враховані додаткові особливості світлозбирання, а також розсіювання світла в підкладці та границі розподілу "плівка - підкладка". Таким чином, отримані значення можуть бути розглянуті як технічний світловий вихід, а також як нижня границя оцінки світлового виходу шарів CsI(Tl).

На Рис. 9 наведено зображення тестового об'єкту - набір молібденових дротів товщиною 350 мкм, що було сформовано за допомогою шару CsI(Tl) товщиною 70 мкм в г - випромінюванні (джерело - Am241). Отримане зображення демонструє можливість формування зображень з використанням шарів CsI(Tl) стовпчастої морфології.

Просторова роздільна здатність пристрою, що формує зображення об'єкта, визначається його функцією передачі модуляції (ФПМ). В даній роботі для побудови ФПМ було отримане зображення різкого краю сильно поглинаючого об'єкту, після чого побудована функція розмиття краю, диференціювання якої призводить до функції розмиття лінії. Наступне розкладання в ряд Фур'є функції розмиття лінії дає набір коефіцієнтів Фур'є, поставивши у відповідність яким набір просторових частот можна побудувати ФПМ. Така методика заснована на строгому математичному доказі того, що ФПМ є не що інше, як залежність коефіцієнтів розкладання зображення в ряд Фур'є від просторової частоти. На Рис. 10 наведено побудовану за отриманим зображенням краю сильно поглинаючого об'єкта ФПМ шару CsI(Tl).

Рис. 9. Зображення набору танталових дротів, що було сформовано за допомогою шару CsI(Tl) в г – випромінюванні (джерело Am 241).

Рис. 10. Функція передачі модуляції шару CsI(Tl) товщиною 60 мкм, який було конденсовано на відкол (100) монокристалу LiF.


Отримані значення функції передачі модуляції можуть бути порівнянні зі значеннями, що приводяться в літературі, і можуть розглядатися як нижня границя оцінки просторової роздільної здатності, внаслідок того, що ці значення функції передачі модуляції було отримано не для окремого шару CsI(Tl), а для системи "шар CsI(Tl) товщиною 60 мкм - підкладка (відкол (100) монокристалу LiF товщиною 3 мм)".

Основні результати й висновки роботи. В дисертаційній роботі у результаті застосування методів рентгенівської дифракції та електронної мікроскопії було встановлено закономірності структуроутворення та формування морфології шарів CsI(Tl), отриманих вакуумною конденсацією. По спектрах амплітуд імпульсів сцинтиляцій встановлено особливості розподілу активаторної домішки, що утворюються при вакуумній конденсації CsI(Tl). Вирішене в даній роботі наукове