Ученые улучшили доступный материал для визуализации радиации

МОСКВА, 30 окт - РИА Новости. Оптический материал, позволяющий визуализировать радиацию, разработали ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с китайскими коллегами. По их словам, исследованный тип оксидного неорганического стекла может иметь широкое применение в различных областях фотоники и оптоэлектроники. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Luminescence.

Сцинтилляторы – вещества, излучающие видимый свет при попадании в них заряженных частиц. Как объяснили ученые ТПУ, эти вещества незаменимы при создании детекторов и дозиметров радиационного излучения, а также в медицинской оптоэлектронике, системах безопасности и ряде других областей.

Одним из наиболее перспективных сцинтилляторов, по словам ученых ТПУ, являются многокомпонентные стекла с высоким содержанием редкоземельных ионов. Их главный конкурент в этой нише – неорганические монокристаллы – пока что серьезно превосходит стекла по эффективности, отличаясь от них крайне высокой стоимостью и трудоемкостью в изготовлении.

Технология, созданная учеными ТПУ совместно с китайскими коллегами, позволяет получать сцинтилляторы из многокомпонентных стекол со световым выходом порядка 60 процентов относительно кристаллов ортогерманата висмута (Bi4Ge3O12), распространенных сегодня на рынке.

«

"Многокомпонентные аморфные системы имеют высокую растворяющую способность по отношению к редкоземельным ионам, что позволяет создавать оптический материал с высокой прозрачностью и влагостойкостью. Достигнутый нами уровень в 63,9 процента интегральной сцинтилляционной эффективности относительно кристаллических аналогов позволяет надеяться, что в перспективе такие стекла найдут более широкое применение в оптоэлектронике", — отметил доцент отделения материаловедения ТПУ Дамир Валиев.

В качестве основы стекла была выбрана бороксилатная система состава Al2O3—B2O3—SiO2—BaCO3—Gd2O3—P2O5, активированная ионами тербия Тb3+. Главный результат работы, по словам авторов, – обнаружение оптимального уровня ионов тербия, составляющего около 10 процентов молярной концентрации.

Полученные данные, как отметили ученые ТПУ, в перспективе могут использоваться при производстве высокоэффективных излучательных систем и детекторов ионизирующих излучений, в том числе перспективных световолоконных детекторов с пространственным разрешением. Применение новой технологии позволит существенно снизить стоимость таких устройств, как медицинский компьютерный томограф и целого ряда других, уверены ученые.

Работа проводилась совместно со специалистами Чанчуньского университета науки и технологий (CUST). В дальнейшем научный коллектив планирует продолжить исследование многокомпонентных стекол переменного состава.