بررسی خواص سوسوزنی بلورهای CsI(Tl) رشد داده شده با آلاینده های Ca و Tm

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 %۹۷ ، قدرت تفکیک انرژی در انرژیkeV ۶۶۲ برابر %۱۱ و پاسخ سوسوزنی ns ۱۰۵۴ 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 می شوند. افزودن آلاینده Tm۲+ در ساختار شبکه ­ای CsI(Tl) منجر به افزایش بهره ­نوری به %۱۰۳، قدرت تفکیک انرژی %۷/۹ و پاسخ سوسوزنی ns ۱۳۷۳ شده، در صورتی­که این آلاینده پاسخ سوسوزنی را کندتر می­ کند و باعث ایجاد پس­تاب کم­تری نسبت به نمونه CsI(Tl) می­شود. آلاینده Ca۲+ 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 %۹۸، قدرت تفکیک انرژی %۱۲ برای انرژی keV ۶۶۲ و پاسخ سوسوزنی ns ۵۳۷ می­شود.

کلیدواژه ها:

CsI with dopant ، Energy Resolution ، Light yield ، Scintillation Decay time ، Photoluminescence ، Thermoluminescence. ، یدید سزیم آلاییده ، قدرت تفکیک انرژی ، بهره نوری ، زمان فروافت سوسوزنی ، لیان نوری ، گرمالیانی.