Сцинтилляционные экраны на основе селенида цинка и оксидных сцинтилляторов для неразрушающего контроля

Показана возможность получения дисперсных сцинтилляторов большой площади для дефектоскопии сварных швов труб или дефектоскопии изделий сложной формы, полученных методом литья, взамен рентгеновской пленки на основе селенида цинка, а также исследована возможность получения двухкомпонентных сцинтилля...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2014
Автор:	Воронкин, Е.Ф.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2014
Назва видання:	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
Теми:	Научно-технический раздел
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102016
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Сцинтилляционные экраны на основе селенида цинка и оксидных сцинтилляторов для неразрушающего контроля / Е.Ф. Воронкин // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2014. — № 1. — С. 29-34. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-102016
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1020162016-06-10T03:03:02Z Сцинтилляционные экраны на основе селенида цинка и оксидных сцинтилляторов для неразрушающего контроля Воронкин, Е.Ф. Научно-технический раздел Показана возможность получения дисперсных сцинтилляторов большой площади для дефектоскопии сварных швов труб или дефектоскопии изделий сложной формы, полученных методом литья, взамен рентгеновской пленки на основе селенида цинка, а также исследована возможность получения двухкомпонентных сцинтилляционных экранов на основе ZnSe(Te) и других сцинтилляторов (CdWO4 , ZnWO4 , GSO, LGSO), характеризующихся максимумом люминесценции в области фотопоглощения селенида цинка. Приведены экспериментальные данные о влияния добавок оксидных сцин- тилляторов на спектры радиолюминесценции образцов и на поглощение рентгеновского излучения сцинтилляционными экранами на основе халькогенидного сцинтиллятора селенида цинка. Определен оптимальный размер частиц неорганического сцинтиллятора ZnSe(Te) для получения максимально высоких сцинтилляционных параметров в сцинтилляционных экранах. Разработана методика получения сцинтилляционных экранов на основе мелкодисперсных порошков ZnSe(Te), имеющих стабильные и равномерные сцинтилляционные характеристики по площади образцов. Possibility of producing large-area disperse scintillators for flaw detection in pipe welds or flaw detection in cast complex-shaped items, instead of zinc selenide based X-Ray film, was demonstrated, and possibility of producing two-component scintillation shields based on ZnSe(Te) and other scintillators (CdWO4, ZnWO4, GSO, LGSO), characterized by luminescence maximum in the field of zinc selenide photoabsorption, was studied. Experimental data are given on the influence of oxide scintillator additives on radioluminescence spectra of samples and on X-Ray radiation absorption by scintillation screens based on zinc selenide chalcogenide scintillator. Optimum size of particles of inorganic scintillator ZnSe(Te) was determined to produce maximum high scintillation parameters in scintillation screens. A procedure was developed to produce scintillation screens based on finely-dispersed ZnSe(Te) powders having stable and uniform scintillation characteristics over sample area. 2014 Article Сцинтилляционные экраны на основе селенида цинка и оксидных сцинтилляторов для неразрушающего контроля / Е.Ф. Воронкин // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2014. — № 1. — С. 29-34. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 0235-3474 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102016 620.13.40 ru Техническая диагностика и неразрушающий контроль Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Воронкин, Е.Ф. Сцинтилляционные экраны на основе селенида цинка и оксидных сцинтилляторов для неразрушающего контроля Техническая диагностика и неразрушающий контроль
description	Показана возможность получения дисперсных сцинтилляторов большой площади для дефектоскопии сварных швов труб или дефектоскопии изделий сложной формы, полученных методом литья, взамен рентгеновской пленки на основе селенида цинка, а также исследована возможность получения двухкомпонентных сцинтилляционных экранов на основе ZnSe(Te) и других сцинтилляторов (CdWO4 , ZnWO4 , GSO, LGSO), характеризующихся максимумом люминесценции в области фотопоглощения селенида цинка. Приведены экспериментальные данные о влияния добавок оксидных сцин- тилляторов на спектры радиолюминесценции образцов и на поглощение рентгеновского излучения сцинтилляционными экранами на основе халькогенидного сцинтиллятора селенида цинка. Определен оптимальный размер частиц неорганического сцинтиллятора ZnSe(Te) для получения максимально высоких сцинтилляционных параметров в сцинтилляционных экранах. Разработана методика получения сцинтилляционных экранов на основе мелкодисперсных порошков ZnSe(Te), имеющих стабильные и равномерные сцинтилляционные характеристики по площади образцов.
format	Article
author	Воронкин, Е.Ф.
author_facet	Воронкин, Е.Ф.
author_sort	Воронкин, Е.Ф.
title	Сцинтилляционные экраны на основе селенида цинка и оксидных сцинтилляторов для неразрушающего контроля
title_short	Сцинтилляционные экраны на основе селенида цинка и оксидных сцинтилляторов для неразрушающего контроля
title_full	Сцинтилляционные экраны на основе селенида цинка и оксидных сцинтилляторов для неразрушающего контроля
title_fullStr	Сцинтилляционные экраны на основе селенида цинка и оксидных сцинтилляторов для неразрушающего контроля
title_full_unstemmed	Сцинтилляционные экраны на основе селенида цинка и оксидных сцинтилляторов для неразрушающего контроля
title_sort	сцинтилляционные экраны на основе селенида цинка и оксидных сцинтилляторов для неразрушающего контроля
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2014
topic_facet	Научно-технический раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102016
citation_txt	Сцинтилляционные экраны на основе селенида цинка и оксидных сцинтилляторов для неразрушающего контроля / Е.Ф. Воронкин // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2014. — № 1. — С. 29-34. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.
series	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
work_keys_str_mv	AT voronkinef scintillâcionnyeékranynaosnoveselenidacinkaioksidnyhscintillâtorovdlânerazrušaûŝegokontrolâ
first_indexed	2025-07-07T11:43:07Z
last_indexed	2025-07-07T11:43:07Z
_version_	1836988328219508736
fulltext	29ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1, 2014 УДК 620.13.40 сцИНТИлляцИОННыЕ ЭКРАНы НА ОсНОВЕ сЕлЕНИДА цИНКА И ОКсИДНых сцИНТИлляТОРОВ Для НЕРАЗРУшАЮщЕгО КОНТРОля Е. Ф. ВОРОНКИН Ин-т сцинтилляционных материалов НАН Украины. 61001, харьков, пр-т ленина, 60. E-mail: voronkin@isma.kharkov.ua Показана возможность получения дисперсных сцинтилляторов большой площади для дефектоскопии сварных швов труб или дефектоскопии изделий сложной формы, полученных методом литья, взамен рентгеновской пленки на основе селенида цинка, а также исследована возможность получения двухкомпонентных сцинтилляционных экранов на основе ZnSe(Te) и других сцинтилляторов (CdWO4, ZnWO4, GSO, LGSO), характеризующихся максимумом люминесценции в области фотопоглощения селенида цинка. Приведены экспериментальные данные о влияния добавок оксидных сцин- тилляторов на спектры радиолюминесценции образцов и на поглощение рентгеновского излучения сцинтилляционными экранами на основе халькогенидного сцинтиллятора селенида цинка. Определен оптимальный размер частиц неорга- нического сцинтиллятора ZnSe(Te) для получения максимально высоких сцинтилляционных параметров в сцинтилля- ционных экранах. Разработана методика получения сцинтилляционных экранов на основе мелкодисперсных порошков ZnSe(Te), имеющих стабильные и равномерные сцинтилляционные характеристики по площади образцов. Библиогр. 13, табл. 2, рис. 6. К л ю ч е в ы е с л о в а : неразрушающий контроль, сцинтилляционные экраны, дефектоскопия сварных швов сцинтиллятор ZnSe(Te) относится к классу по- лупроводниковых материалов группы А2В6 и ши- роко применяется в рентгеновских детекторах типа сцинтиллятор-фотодиод для современных многоканальных низкоэнергетических радиацион- ных средств визуализации скрытого изображения (системы неразрушающего контроля (НК), меди- цинская томография, радиография) [1]. сцинтил- ляционные кристаллы селенида цинка характе- ризуются высоким квантовым выходом (60 тыс. фотон/МэВ), максимум люминесценции в крас- ной области спектра оптимален для регистрации кремниевым фотоприемником, время высвечи- вания и уровень послесвечения позволяют реги- стрировать теневое изображение биологических объектов в реальном режиме времени [2]. В некоторых областях радиационного прибо- ростроения фотоприемники имеют не только ли- нейную конфигурацию, но и сложный профиль. К примеру, в медицинской рентгенографии суще- ствуют сферические ПЗс-матрицы для томогра- фов, в области радиационной дефектоскопии раз- работаны фотоприемники сложного профиля для исследования изделий такого же профиля (дефек- тоскопия сварных швов труб или дефектоскопия изделий сложной формы, полученных методом литья). Такая оптимизация конечной формы фото- приемника позволяет получать наиболее полную информацию об исследуемом объекте. Для эффек- тивной регистрации рентгеновского излучения и во избежание искажения информации об объекте сцинтиллятор должен точно повторять форму фо- топриемника и наиболее удачным решением этой задачи является гибкая сцинтилляционная панель, которая максимально плотно прилегает к поверх- ности фотоприемника любого профиля и может стать альтернативой фотопленки. В настоящее время в качестве сцинтилляци- онных материалов для изготовления сцинтилля- ционных панелей, рентгеновских усиливающих экранов и других дисперсных сцинтилляторов в мире широко используются Gd2O2S:Tb, CsI:Na, CsI:Tl, NaI:Tl, ZnS:Cu, (Zn, Cd)S:Cu, (Zn, Cd) S:Ag, CdWO4,Bi4Ge3O12 (BGO), (Y,Gd)2O3:Eu3+( Pr), Gd2O2S:Pr(Ce, F) и др. [3]. Наиболее часто приме- няемым материалом для изготовления дисперсных сцинтилляторов различного назначения являет- ся Gd2O2S:Tb [4]. В табл. 1 представлены сравни- тельные данные сцинтилляционных характеристик ZnSe(Te) и Gd2O2S(Tb), из которых следует, что се- ленид цинка не уступает по своим характеристикам Gd2O2S:Tb, а по некоторым параметрам и превосхо- дит его (конверсионная эффективность, послесвече- ние). В дисперсном виде сцинтиллятор на основе ZnSe(Te) не ограничен по площади и имеет на поря- док более высокую равномерность люминесценции, чем кристаллический образец [5–10]. Возможность получения кристаллических образцов ZnSe(Te) большой площади технологически ограничена, при- чем с увеличением площади кристалла равномер- ность люминесценции ухудшается вследствие се- грегации легирующих добавок в кристалле при их выращивании. В настоящей работе представлены характе- ристики экспериментальных образцов гибких © Е. ф. Воронкин, 2014 30 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1, 2014 сцинтилляционных панелей, изготовленных на основе мелкодисперсных порошков ZnSe(Te), а также ряда оксидных сцинтилляторов, таких как CdWO4, ZnWO4, GSO, LGSO. цель работы за- ключалась в получении дисперсных сцинтил- ляционных панелей большой площади, имею- щих высокий квантовый выход и равномерность люминесценции. Также в работе исследовали возможность увеличения светового выхода ос- новного сцинтиллятора (селенид цинка) в двух- компонентных системах за счет введения до- полнительного сцинтилляционного материала, характеризующегося максимумом люминесцен- ции в области фотопоглощения селенида цинка. Эксперимент. Объектами исследования были однокомпонентные и двухкомпонентные сцин- тилляционные панели, выполненные в виде слоя поликристаллических частиц неправильной гео- метрической формы неорганических сцинтилля- торов в оптической иммерсионной среде – сили- коновый каучук. Образцы панелей изготовлены методом полива смеси порошок сцинтиллятора/ иммерсионная среда в форму, покрытую антиад- гезивным материалом. В рамках данной работы были изготовлены од- нокомпонентные и двухкомпонентные образцы сцинтилляционных панелей на основе различных сцинтилляторов (ZnSe(Te), CdWO4, ZnWO4, GSO, LGSO) с различными процентными соотношени- ями компонент в образцах. спектры радиолюми- несценции полученных образцов были сняты с помощью монохроматора МДР-23 с АцП преоб- разователем сигнала и фотодетектором фЭУ-80, в качестве источника ионизирующего излучения использовали 241Am с энергией квантов порядка 60 кэВ. Измерения интенсивности светового вы- хода образцов осуществлялось по известной мето- дике при помощи установки по измерению свето- выхода и послесвечения – «Smiths Heimann AMS-1». Результаты и обсуждение. Для оптимизации сцинтилляционных параметров сцинтилляционных па- нелей определили зависимость све- тового выхода панелей от размера частиц сцинтиллятора ZnSe(Te) и толщины экрана (рис. 1). Зависи- мость светового выхода ZnSe(Te) от дисперсности частиц определя- ется степенью поглощения части- цами рентгеновского излучения. чем крупнее частица, тем больший процент рентгеновского излуче- ния будет поглощен, следовательно, интенсивность люминесценции рас- тет при увеличении размера частиц. согласно рис. 1 наибольшую интен- сивность имеют частицы с дисперс- ностью 200…600 мкм. Если двигаться в сторону уменьшения размера частиц, то интенсивность люминесценции падает, причем при достижении определенного размера (около 30 мкм) люминес- ценция становится очень низкой. Это связано с длиной пробега электрона в данном материале и если она становится больше размера частиц, то лишь незначительная часть рентгеновского излу- чения поглощается в материале и индуцирует лю- минесценцию. К ослаблению люминесценции при уменьшении размера частиц приводят также дис- сипативные свойства среды дисперсного сцинтил- лятора (рассеяние и перепоглощение испущенных квантов люминесценции). Оптимальная толщина образцов сцинтилляционных панелей для дости- жения максимального уровня квантового выхода при дисперсности частиц 40…120 мкм составля- Рис. 1. Зависимость уровня светового выхода сцинтилляци- онных панелей на основе ZnSe(Te) от размера частиц по- ликристаллического порошка и толщины образца: 1 – об- разец панели с диаметром частиц порошка 200…600 мкм; 2 – 120…200; 3 – 40…120; 4 – 25…40; 5 – 1…25 Т а б л и ц а 1 . Сцинтилляционные и физические характеристики сцинтилляторов Gd2O2S(Tb) и ZnSe(Te) Параметр сцинтиллятор Gd2O2S(Tb) ZnSe(Te) Плотность ρ, г/см3 7,3 5,42 Эффективный атомный номер Z 60 33 световой выход, фотоны/МэВ 60 000 60 000 Максимум излучения λmax, нм 545 640 Конверсионная эффективность, % 19 до 22 Послесвечение (после 6 мкс), % 1 <0,05 гигроскопичность Нет Нет химическая стабильность Неограниченная Неограниченная Механическая и термическая стойкость хорошая хорошая Радиационная стойкость -″- -″- 31ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1, 2014 ет 1,0…1,5 мм, для 120…200 мкм – 1,3…1,8 мм и 200…600 мкм – 1,5…2,0 мм. При толщине пане- ли больше оптимальной рентгеновское излучение поглощается в верхнем слое образца и его интен- сивность в нижних слоях образца недостаточна для возбуждения максимального уровня люми- несценции, а кванты люминесценции из верхних слоев не достигают фотоприемника и выделяют- ся в виде тепловой энергии. При толщине панели меньше оптимальной количества сцинтилляцион- ного материала в образце недостаточно для по- лучения максимального уровня люминесценции. Для образцов панелей более мелких фракций оп- тимальная толщина экрана уменьшается. Относительный световой выход кристалли- ческих и дисперсных образцов сцинтилляторов на основе ZnSe(Te) представлен на рис. 2. сцин- тилляционные панели, выполненные из наибо- лее крупной фракции порошка селенида цинка – 200…600 мкм – по уровню светового выхода приближаются к кристаллическому образцу (до 95 % светового выхода кристалла). При уменьше- нии размера частиц световой выход падает (со- гласно приведенным ранее разъяснениям) и для частиц с дисперсностью 120…200 мкм составля- ет около 80 %, для частиц 40…120 – до 55 % и 25…40 мкм – до 30 %. частицы наименьшей дис- персности не имеют практического интереса за счет крайне низкого светового выхода – до 10 %. сравнение светового выхода проводится с кри- сталлическими образцами тех же типоразмеров как и сцинтилляционные панели. Для определения возможности увеличения све- тового выхода основного сцинтиллятора (селенид цинка) за счет введения дополнительного сцин- тилляционного материала, имеющего максимум люминесценции в области фотопоглощения ос- новного сцинтиллятора и для применения техно- логии изготовления сцинтилляционных панелей на других сцинтилляционных материалах, изго- товлены однокомпонентные и двухкомпонентные сцинтилляционные панели на основе ZnSe(Te), CdWO4, ZnWO4, GSO и LGSO. спектры радио- люминесценции таких сцинтилляционных пане- лей показаны на рис. 3 и 4. В двухкомпонентных системах в зависимости от соотношения селенида цинка и дополнительного сцинтиллятора наблю- дается перераспределение интенсивности люми- несценции образцов и изменение вида спектров люминесценции, согласно интенсивности и спек- тральной области люминесценции каждой компо- ненты панели. Максимальную интенсивность лю- минесценции имеют однокомпонентные панели на основе селенида цинка. Увеличения интенсив- ности люминесценции за счет фотовозбуждения ZnSe(Te) не наблюдается. суммарный световой выход у двухкомпонентных образцов ниже, чем Рис. 2. сравнительные величины светового выхода дисперс- ного и монолитного кристаллического сцинтилляторов оди- наковых типоразмеров на основе ZnSe(Te): 1 – монолитный кристаллический сцинтиллятор; 2–6 – дисперсный сцинтил- лятор (2 – частицы 200…600 мкм; 3 – 120…200; 4 – 40…120; 5 – 25…40; 6 – 1…2) Рис. 3. спектры радиолюминесценции образцов сцинтилля- ционных панелей на основе ZnSe(Te), CdWO4, ZnWO4 при разных концентрациях компонент в панелях: а – ZnSe(Te) + + CdWO4; б – ZnSe(Te)) + ZnWO4 (кривые 1 соответствуют образцам на основе ZnSe(Te); для а – 2–4 соответствуют кон- центрациям CdWO4/ZnSe(Te) – 1:3, 1:1, 3:1, 5 – CdWO4; для б – 2–4 соответствуют концентрациям ZnWO4/ZnSe(Te) – 1:3, 1:1, 3:1; 5 – ZnWO4) 32 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1, 2014 у однокомпонентных на основе селенида цин- ка, что можно связать с существенной разницей световыходов селенида цинка и дополнительных сцинтилляторов. Также специфика дисперсной среды препятствует эффективному переносу энер- гии от дополнительного сцинтиллятора к основ- ному. При попытке увеличить процентное соотно- шение основной/дополнительный сцинтиллятор фотовозбуждение селенида цинка не компенсиру- ет потери светового выхода панели за счет умень- шения процентной доли основного сцинтиллятора в образце, что и приводит к уменьшению суммар- ного светового выхода. Зависимость интенсивности люминесценции однокомпонентных и смешанных панелей на ос- нове селенида цинка и вольфраматов цинка или кадмия от энергии квантов рентгеновского излу- чения показана на рис. 5. сцинтиллятор ZnSe(Te) имеет абсолютный световой выход на уровне примерно 60 000 фотон/МэВ, абсолютный свето- выход CdWO4 и ZnWO4 составляет около 22 000 фотон/МэВ. Таким образом, анализируя получен- ные экспериментальные данные, наблюдаем ли- нейную зависимость изменения интенсивности люминесценции двухкомпонентных образцов от- носительно интенсивности люминесценции од- нокомпонентных образцов пропорционально соотношению селенида цинка и вольфраматов. Интенсивность люминесценции панелей растет при увеличении энергии квантов рентгеновского излучения за счет повышения процента конверсии рентгеновского излучения. Данные о поглощении рентгеновского излуче- ния однокомпонентными и двухкомпонентными образцами сцинтилляционных панелей приведены на рис. 6. степень поглощения рентгеновского из- лучения двухкомпонентных образцов аддитивная величина и определяется процентным соотноше- Рис. 4. спектры радиолюминесценции образцов сцинтил- ляционных панелей на основе ZnSe(Te), GSO и LGSO при разных концентрациях компонент в панелях: а – ZnSe(Te) + GSO:Ce; б – ZnSe(Te) + LGSO:Ce (1 соответствуют образ- цам на основе ZnSe(Te); для а – 2–4 соответствуют концен- трациям GSO/ZnSe(Te) – 1:3, 1:1, 3:1; 5 – GSO; для б – 2–4 соответствуют концентрациям LGSO/ZnSe(Te) – 1:3, 1:1, 3:1; 5 – LGSO) Рис. 5. Зависимость интенсивности радиолюминесценции образцов сцинтилляционных панелей на основе ZnSe(Te), CdWO4, ZnWO4 от напряжения на рентгеновской трубке (напряжение варьируется в пределах от 50 до 130 кВ): а – ZnSe(Te) + CdWO4; б – ZnSe(Te) + ZnWO4 (кривые 1, б со- ответствуют образцам на основе ZnSe(Te); для а – 2–4 со- ответствуют концентрациям CdWO4/ZnSe(Te) – 1:3, 1:1, 3:1, 5 – CdWO4; для б – 2–4 соответствуют концентрациям ZnWO4/ZnSe(Te) – 1:3, 1:1, 3:1, 5 – ZnWO4) 33ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1, 2014 нием компонент в смешанной системе. Благодаря более высокому эффективному атомному номеру оксидные сцинтилляторы имеют более высокие коэффициенты поглощения рентгеновского излу- чения, чем селенид цинка. соответственно добав- ки таких сцинтилляторов приводят к увеличению доли поглощенного рентгеновского излучения в образцах двухкомпонентных сцинтилляционных экранов. Для практического применения сцинтилля- ционных панелей необходимо обеспечить равно- мерность люминесценции по площади панели. Измерение равномерности люминесценции по площади кристаллических и дисперсных образ- цов одинаковых типоразмеров на основе селени- да цинка показало, что дисперсный сцинтиллятор характеризуется примерно в 6-7 раз большей рав- номерностью люминесценции (табл. 2). Это до- стигается гомогенизацией порошка ZnSe(Te) в процессе его приготовления и равномерным рас- пределением его по площади панели. сцинтилляционные панели, полученные в процессе исследований, могут быть применены в рентгеновской интроскопии, спектрометрии и дозиметрии ионизирующих излучений средних и малых энергий [11–13]. К примеру, порошко- вые сцинтилляторы могут быть применены вме- сто кристаллических образцов в 16, 32, 62 и 128 элементных кремниевых фотодиодах, имея за счет своей дисперсности меньшее взаимовлия- ние по каналам фотодиода, чем кристаллический аналог. Другой областью применения панелей на основе ZnSe(Te) может выступить рентгеногра- фия внутренних органов (в частности, сердечной мышцы). селенид цинка, имея более высокое бы- стродействие чем широко распространенный ок- сисульфид гадолиния, за счет низкого послесве- чения позволяет получить более четкую картину движущихся объектов и, соответственно, более качественно произвести диагностику заболева- ний сердца. селенид цинка является низкоэнер- гетическим сцинтиллятором и при применении импульсного рентгеновского излучения, син- хронизированного с фазами работы сердца, вме- сто непрерывного воздействия есть возможность существенного снижения лучевой нагрузки на пациента. Выводы Разработана методика получения дисперсных сцинтилляционных панелей большой площа- ди на основе быстродействующего люминофора ZnSe(Te), характеризующихся высоким кванто- вым выходом и равномерностью люминесценции. Определены размеры частиц и толщина ком- позитного слоя сцинтиллятора ZnSe(Te), обеспе- чивающие высокий квантовый выход и удовлет- ворительное пространственное разрешение для рентгеновского излучения с напряжением на ано- де 50…130 кВ. Установлен характер влияния добавок оксид- ных сцинтилляторов на спектры радиолюминес- ценции образцов и на поглощение рентгеновского излучения люминесцентными экранами на основе халькогенидного сцинтиллятора селенида цинка, что дает возможность варьировать оптические и люминесцентные параметры получаемых экранов в широком диапазоне. 1. Рюдигер Ю. Г. О применении синей и зеленой систем ви- зуализации изображения в рентгенографии // Медицин- ская техника. – 2004. – № 6. – с. 32–36. 2. Трансформация дефектной структуры кристаллов селе- нида цинка под воздействием водорода / В. Д. гальчи- нецкий, Н. г. Рыжиков, К. А. старжинский и др. // Вопр. атомной науки и техники. сер. физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. – 2005. – 88, № 5. – с. 58–62. 3. Carel W. E van Eijk. Inorganic scintillators in medical im- aging // Physics in medicine and biology. – 2002. – № 47. – P. 85–88. Рис. 6. Данные поглощения рентгеновского излучения двух- компонентными и однокомпонентными сцинтилляционными панелями (напряжение на рентгеновской трубке 140 кВ). Точ- ка 1 соответствует панели на основе ZnSe(Te); 2 – CdWO4; 3 – ZnWO4; 4 – GSO:Ce; 5 – LGSO:Ce, остальные точки соот- ветствуют промежуточным концентрациям компонентов сме- шанных сцинтилляционных панелей (XRay– поглощение) Т а б л и ц а 2 . Сцинтилляционные и физические харак- теристики дисперсных и кристаллических сцинтиллято- ров на основе ZnSe(Te) Параметр Кристалл ZnSe(Te) сцинтилляци- онная панель ZnSe(Te) Неравномерность люми- несценции по площади образца, % 30 5 Площадь рабочей поверх- ности образца, см2 25 400 Механические характеристики хрупкий Твердый Упругий гибкий 34 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1, 2014 4. Ананьева Г. В., Горохова Е. И., Демиденко В. А. Оптиче- ские свойства керамики на основе Gd2O2S // Оптический журнал. – 2005. – № 72(1). – с. 68–72. 5. Пат. 1512339 Украина G01Т 1 / 20. Детектор рентгенов- ского и мягкого гамма- излучений // Квитницкая В.З. и др.– 1988. 6. Пат. 4362946 сшА G01Т 1 / 164 Dstributed phosphor scintillator structures / Dominic A. Cusano and others. – 1982. 7. Пат. 1075726 Украина. сцинтилляционный материал // Рыжиков В.Д. и др.– 1981. 8. Pat. 7081627 US. Image detector for X-ray radiation // Bjoern Heismann and others. – 2006. 9. Pat. 4138361 US. Radiation-conversion screens // Andre R. Suys and others. – 1979. 10. Pat. 5411806 US. Mathod for the manufacture of a phosphor screen and resulting article // John C. Dahlquist. – 1995. 11. Гурвич А. М. Рентгенолюминофоры и рентгеновские экраны. – М.: Атомиздат, 1976. – с. 63. 12. Блинов Н. Н. стандартизация технических условий вы- полнения рентгенологических исследований / Медицин- ская рентгенология / Под ред. Р. В. ставицкого. – М.: МНПИ, 2003. – с. 28. 13. Гурвич А. М. физические основы радиационного контро- ля и диагностики. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – с. 35. Possibility of producing large-area disperse scintillators for flaw detection in pipe welds or flaw detection in cast complex-shaped items, instead of zinc selenide based X-Ray film, was demonstrated, and possibility of producing two-component scintillation shields based on ZnSe(Te) and other scintillators (CdWO4, ZnWO4, GSO, LGSO), characterized by luminescence maximum in the field of zinc selenide photoabsorption, was studied. Experimental data are given on the influence of oxide scintillator additives on radioluminescence spectra of samples and on X-Ray radiation absorption by scintillation screens based on zinc selenide chalcogenide scintillator. Optimum size of particles of inorganic scintillator ZnSe(Te) was determined to produce maximum high scintillation parameters in scintillation screens. A procedure was developed to produce scintillation screens based on finely-dispersed ZnSe(Te) powders having stable and uniform scintillation characteristics over sample area. References 13, Tables 2, Figures 6. K e y w o r d s : nondestructive testing, scintillation screens, weld flaw detection. Поступила в редакцию 04.07.2013

Сцинтилляционные экраны на основе селенида цинка и оксидных сцинтилляторов для неразрушающего контроля

Репозитарії

Схожі ресурси