Вісник НАН України. 2015. № 2. С. 22-28.
ГАЛУНОВ Микола Захарович –
доктор фізико-математичних наук, професор, завідувач відділу
молекулярних і гетероструктурованих матеріалів
Інституту сцинтиляційних матеріалів НАН України НТК «Інститут монокристалів»
РАДІОЛЮМІНЕСЦЕНЦІЯ ОРГАНІЧНИХ КОНДЕНСОВАНИХ СЕРЕДОВИЩ: ФУНДАМЕНТАЛЬНІ АСПЕКТИ І ЗАСТОСУВАННЯ
За матеріалами наукової доповіді на засіданні Президії НАН України
10 грудня 2014 року
Розглянуто нові класи сцинтиляційних матеріалів – композиційні та молекулярні полікристалічні сцинтилятори, розроблені останніми роками в Інституті сцинтиляційних матеріалів НАН України (ІСМА). Отримані матеріалознавчі результати ґрунтуються на уточненій теорії радіолюмінесценції органічних конденсованих середовищ, також розробленій в ІСМА.
Ключові слова: радіолюмінесценція, сцинтилятор, іонізуючі випромінювання.
Радіолюмінесценція, або сцинтиляція, – це явище люмінесценції, що виникає під дією іонізуючих випромінювань. Сцинтилятори є найбільш універсальними і широковідомими матеріалами для реєстрації та ідентифікації іонізуючих випромінювань. На початку XXI ст. у зв’язку з необхідністю запобігання ядерному тероризму, гарантування безпеки ядерних станцій, проведення моніторингу довгострокових наслідків техногенної діяльності людини актуальним завданням стала реєстрація іонізуючих випромінювань наднизької інтенсивності. Окремою важливою проблемою є детектування надзвичайно шкідливих для людського організму альфа- та інших заряджених частинок, швидких нейтронів низьких енергій тощо. Для реєстрації таких видів іонізуючих випромінювань використовують органічні сцинтилятори, оскільки вони мають максимальну для люмінесцентних матеріалів концентрацію атомів водню, що забезпечує їх ефективність для реєстрації і спектроскопії швидких нейтронів, дуже малі значення густини, ефективного атомного числа та ефективного заряду ядер, що знижує практично до нуля ймовірність зворотного розсіяння заряджених частинок (коли частинка може відбитися від поверхні сцинтилятора і уникнути реєстрації). Застосування цих матеріалів уможливлює роздільну реєстрацію різних випромінювань за формою сцинтиляційного спалаху. Для ефективної реєстрації надмалих потоків випромінювань необхідно збільшувати площину вхідного вікна детектуючої системи, що в деяких випадках складно зробити. Крім того, ці системи мають бути максимально дешевими, а їх виробництво – екологічно безпечним. Жоден із класичних типів органічних сцинтиляційних матеріалів (монокристалічні, пластмасові чи рідкі сцинтилятори) не відповідає усій сукупності наведених вимог. Отже, постала потреба у створенні нових сцинтиляційних матеріалів: композиційних і молекулярних полікристалічних, так званої ван-дер-ваальсової кераміки. Ці нові сцинтиляційні матеріали виявилися перспективними не лише для вирішення стандартних завдань, а й для реєстрації як надмалих, так і надвеликих потоків іонізуючих випромінювань. Повний текст (PDF).