Регистрация / Вход
Прислать материал

14.625.21.0033

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.625.21.0033
Тематическое направление
Индустрия наносистем
Исполнитель проекта
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ"
Название доклада
Разработка состава сцинтиллятора с высоким световыходом для систем безопасности и медицинской техники
Докладчик
Досовицкий Георгий Алексеевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Целью данной работы является разработка состава нового высокоэффективного и быстрого сцинтиллятора для компьютерной томографии и систем безопасности на основе смешанных оксидов со структурой граната.
Актуальность и новизна исследования
Предлагаемый для разработки сцинтилляционный материал является важной частью детекторов ионизирующих излучений, используемых в медицинской диагностической аппаратуре (ПЭТ, КТ) и технике для дистанционного досмотра грузов и багажа. Часто именно характеристики сцинтиллятора определяют возможности приборов: так, доступное разрешение зависит от световыхода и тормозной способности материала, а скорость сканирования и доступные режимы обработки данных ограничиваются скоростью высвечивания сцинтилляций.
Обеспечение производителей детекторов новым сцинтилляционным материалом даст возможность для повышения рабочих характеристик диагностической техники. Следует также отметить, что сцинтилляционные материалы представляют собой важный элемент суммы технологий, необходимой для разработки и производства детекторного оборудования.
В последние 5 лет церий-активированные сложные оксиды Gd, Y, Ga, Al со структурой граната рассматриваются как перспективная основа для нового поколения сцинтилляторов для использования в медицинской технике, которые могли бы заменить дорогостоящий монокристаллический силикат лютеция. Исследования материалов из этой системы ведутся во всем мире передовыми группами в области разработки сцинтилляторов.
Описание исследования

Методология работы состоит в последовательном выполнении следующих задач:

1) Первичный выбор составов сцинтиллятора на образцах порошков.

Выбор осуществляется на основе исследования сцинтилляционных свойств порошков, так как материал в форме порошка может быть получен наиболее быстро по сравнению с керамикой и монокристаллами. Порошки получают методами растворной химии - различными вариантами метода совместного осаждения. Измерения сцинтилляционных характеристик порошковых проб проводят различными методами оптической спектрометрии с использованием оригинальной методики пробоподготовки.

2) Отработка процедур получения керамических сцинтилляторов.

Керамические образцы планируется получать компактированием и вакуумным спеканием наноструктурированных порошков, как наиболее простым и потенциально дешевым в промышленной реализации подходом. Порошки получают методом совместного осаждения из водных растворов, как достаточно универсальным и подходящим для последующего масштабирования. Компактирование порошков может осуществляться прессованием или шликерным литьем. Эти методы выглядят предпочтительными по сравнению с горячим прессованием и плазменно-искровым спеканием, требующими значительно более дорогостоящего оборудования.

3) Исследования люминесцентных и сцинтилляционных характеристик сцинтилляторов на керамических образцах.

Для окончательного выбора подходящих составов необходимо провести исследования на компактных образцах сцинтилляционного материала. На сцинтилляционные характеристики оказывает влияние выбор состава материала, а также особенности процесса его получения и последующей обработки; все эти факторы должны быть исследованы в совокупности. Для выполнения задачи необходимо провести комплексные исследования зависимости сцинтилляционных характеристик образцов материала от состава и процедур получения, разработать методики и получить экспериментальные образцы сцинтилляционного материала.

Результаты исследования

Разработана методика получения люминесцентных порошков заданного состава в системе оксидов Gd, Y, Ga, Al, Ce, исследованы процессы совместного осаждения этих элементов из водных растворов и зависимость микроструктуры частиц  от температуры термообработки. Для исследования сцинтилляционных характеристик выбраны порошки, прошедшие термообработку при температурах 1500-1600С.

Исследованы сцинтилляционные характеристики образцов порошков. Показано, что кинетика сцинтилляции и интенсивность фосфоресценции зависят от дефицита Ga в составе относительно стехиометрического, а также от микроструктуры порошка.

Разработана методика получения исходной шихты (наноструктурированных порошков), исследованы процессы совместного осаждения этих элементов из водных растворов и зависимость микроструктуры частиц и гранулометрического состава порошков  от температуры термообработки. Выбраны температуры термообработки для различных составов.

Практическая значимость исследования
Целевой световыход сцинтилляций – не менее 35 000 фотонов/МэВ; эта величина превосходит световыход широко используемого в позитрон-эмисcионных томографах сцинтилляционного кристаллического материала LSO:Ce. Время высвечивания сцинтилляций должно быть не более 120 нс, что обеспечит возможность высокого быстродействия.
Постер

14.625.21.0033.ppt