كليدواژه :
گرمالياني , ليان نوري , يديد سزيم آلاييده , قدرت تفكيك انرژي , بهره نوري , زمان فروافت سوسوزني
چكيده فارسي :
در اين پژوهش به ساخت بلورهاي CsI(Tl) طي رشد به روش بريجمن با استفاده از آلاينده هايي نظير Ca و Tm ب ه منظور بررسي خواص سوسوزني براي كاربرد به عنوان آشكاساز گاما پرداخته شده است. براي ارزيابي بلورهاي رشد داده شده، پراش ايكس، طيف ليان نوري، طيف گرمالياني و نيز طيف هاي گاماي ثبت شده توسط بلورها، بررسي شدند. همچنين پارامترهاي سوسوزني از جمله قدرت تفكيك انرژي، پاسخ سوسوزني بهره نوري و پستاب مورد مطالعه و اندازه گيري قرار گرفتند. خواص سوسوزني بلور CsI(Tl) با آلاينده هاي مختلف نسبت به CsI(Tl) به عنوان نمونه استاندارد (ساخت شركت Amcrys) مقايسه شدند. براي بلور CsI با آلاينده Tl، بهره نوري %97 ، قدرت تفكيك انرژي در انرژيkeV 662 برابر %11 و پاسخ سوسوزني ns 1054 اندازه گيري شد. افزودن آلاينده هاي Ca و Tm به ساختار بلوري CsI(Tl) باعث كاهش مراكز به دام افتاده و همچنين ايجاد زير تراز ليان نوري شده، از اين رو باعث تغيير خواص سوسوزني مي‌شوند. افزودن آلاينده Tm2+ در ساختار شبكه اي CsI(Tl) منجر به افزايش بهره نوري به %103، قدرت تفكيك انرژي %7/9 و پاسخ سوسوزني ns 1373 شده، در صورتيكه اين آلاينده پاسخ سوسوزني را كندتر مي كند و باعث ايجاد پستاب كمتري نسبت به نمونه CsI(Tl) ميشود. آلاينده Ca2+ در ساختار شبكه اي( CsI(Tl بر روي بهره نوري و قدرت تفكيك انرژي اثر نامطلوب دارد، در صورتيكه پاسخ سوسوزني را سريعتر كرده و باعث ايجاد پستاب بيشتري نسبت به نمونه( CsI(Tl ميشود. همچنين باعث كاهش بهره نوري به %98، قدرت تفكيك انرژي %12 براي انرژي keV 662 و پاسخ سوسوزني ns 537 ميشود.
چكيده لاتين :
In this work, the growth of CsI(Tl) crystals as gamma detector was performed using vertical Bridgman method with Ca and Tm co-dopants. For evaluation of the growth crystals, X-Ray Diffraction (XRD), photoluminescence and thermoluminescence spectra as well as recorded gamma spectra were employed. In addition, the scintillation properties including energy resolution, scintillation decay time, absolute light yield, and afterglow were studied and measured. Scintillation properties of CsI(Tl) as the standard sample (Amcrys Company) and the fabricated detectors were compared. Based on the results, the light yield, energy resolutio, and decay time for CsI with Tl dopant for 661 keV are 97%, 11% and 1054 ns, respectively. The change in observed scintillation characteristics is due to creation of luminescence level and reduction of hole-trap centers by Tm, Ca codopant in CsI(Tl) structure. By Tm2+ codopant in CsI(Tl) structure, the light yield, energy resolution for 661 keV, and decay time are 103%, 9.7%, and 1373 ns, respectively. This crystal has smaller scintillation decay time and slower afterglow in comparison with CsI(Tl). Ca2+ codopant has undesirable effects on the light yield and energy resolution, while its scintillation decay time is faster and leads to higher afterglow than CsI:Tl. The light yield, energy resolution for 661 keV, and decay time are 98%, 12%, and 537 ns, correspondingly.
