Вісник НАН України. 2015. № 11. С. 95–97.

НАЗАРЧУК Зіновій Теодорович –
академік НАН України,
директор Фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАН України

СЦИНТИЛЯЦІЯ ОРГАНІЧНИХ
КОНДЕНСОВАНИХ СЕРЕДОВИЩ У ТЕОРІЇ І ПРАКТИЦІ
Рецензія на монографію: Н.З. Галунов, В.П. Семиноженко
«Радиолюминесценция органических конденсированных сред:
теория и применение»

У монографії узагальнено сучасні уявлення з теорії радіолюмінесценції органічних конденсованих середовищ, сформовані наприкінці ХХ – на початку ХХІ ст., розглянуто основні аспекти теоретичних і експериментальних досліджень у цій галузі. Розширено матеріал щодо базових питань фізики взаємодії іонізуючих випромінювань з органічними матеріалами, а також джерел іонізуючих випромінювань, фізики процесів переносу зарядових станів та енергії збудження в молекулярних матеріалах. Систематизовано основні характеристики органічних сцинтиляторів виробництва провідних фірм світу, наведено відомості про нові сцинтиляційні матеріали – молекулярні полікристалічні й композиційні сцинтилятори.

Друге, доповнене і розширене, видання монографії відомих фахівців у галузі фізики й технології сцинтиляційних матеріалів з’явилося в академічному видавництві «Наукова думка» на початку цього року. Обсяг монографії зріс більш ніж удвічі порівняно з її першим виданням (1997). Книга відразу отримала багато схвальних відгуків як в Україні, так і за кордоном (незважаючи на те, що вона є не англомовною), її вже широко цитують спеціалісти, які працюють у галузі створення й використання сцинтиляторів. Що ж нового і особливого вирізняє друге видання цієї монографії?

Книга присвячена радіолюмінесценції органічних молекулярних конденсованих середовищ. Радіолюмінесценція, або, як частіше називають це явище у комерційних застосуваннях, сцинтиляція – це післясвічення, що виникає під дією іонізуючого випромінювання.

Радіолюмінесценція молекулярних конденсованих середовищ визначається як умовами генерації, переносу та рекомбінації носіїв заряду, так і особливостями люмінесценції цих матеріалів та поширення в них світла. Найважливішою є саме специфіка молекулярних матеріалів. Неорганічні сцинтилятори (на відміну від органічних) характеризуються іон-ковалентним типом зв’язку. Як відомо, в іонних і ковалентних кристалах хімічний зв’язок є «сильним». Його типові значення перебувають в інтервалі 80–400 кДж/моль, тоді як для ван-дер-ваальсових молекулярних матеріалів хімічний зв’язок є «слабким», і його типові значення становлять 4–40 кДж/моль. Тому зрозуміло, що органічні й неорганічні сцинтилятори – це матеріали, які мають зовсім різні властивості.

Іонізуюче випромінювання створює певні (іонізовані) стани, втрата енергії яких в органічних напівпровідниках і діелектриках спричиняє генерацію світла, тобто радіолюмінесценцію. Що сьогодні відрізняє фізику органічних напівпровідників і діелектриків від фізики їх неорганічних аналогів? По-перше, це величезна різноманітність органічних матеріалів та їх властивостей. Крім того, так історично склалося, що теорія напівпровідників розвивалася, спираючись на експериментальні дослідження, проведені для неорганічних матеріалів. Пізніше ці результати й теорію, побудовану на їх основі, без ретельної перевірки почали використовувати для органічних матеріалів, переносячи на новий об’єкт специфіку зонної структури неорганічних матеріалів. Для молекулярних систем такий підхід є незастосовним, оскільки низка основних припущень зонної теорії твердого тіла виявляється непридатною для органічних напівпровідників, для яких не може бути, наприклад, використане одноелектронне наближення. Однією з особливостей другого видання книги М.З. Галунова і В.П. Семиноженка є те, що автори здійснили аналіз стану знань у цій галузі для органічних напівпровідників і провели порівняння основних властивостей молекулярних (органічних) та іон-ковалентних (неорганічних) матеріалів.  Повний текст