Interaction of nuclear radiations with scintillation crystals ZnSe(O, Te)

The experimental data on the irradiation of ZnSe(О,Те)-crystals with γ-quanta, protons and neutrons are presented and discussed. The mechanism for heightening the concentration of luminescence centers of C1-type ZniVZnТеSe (λmax≈640 nm) and C2-type VZnZniОSe (λmax≈605 nm), accompanied by an increase in the radioluminescence intensity, is submitted. During p-irradiation, hydrogen, generated in the process of proton thermalization, interacts with oxygen that the C2-centers contain, which results in the C2-center destruction, a decrease in the intensity and the λ max shift towards the long-wave range.Приведены результаты экспериментов по облучению кристаллов ZnSe(О,Те) γ-квантами, протонами, нейтронами. Предложен механизм увеличения при n-облучении концентрации центров люминесценции Ц1 типа ZniVZnТеSe (λmax≈640 нм) и Ц2 типа VZnZniОSe (λmax≈605 нм), сопровождающий возрастанием интенсивности I радиолюминесценции (РЛ). При p-облучении водород, образующийся в процессе термализации протонов, взаимодействует с кислородом, входящим в состав Ц2; это приводит к разрушению Ц2, уменьшению I РЛ и к длинноволновому сдвигу λmax.Наведено результати експериментів з опромінення кристалів ZnSe(О,Те) γ-квантами, протонами, нейтро- нами. Запропоновано механізм збільшення під час n-опромінення концентрації центрів люмінесценції Ц1 типу ZniVZnТеSe (λmax≈640 нм) та Ц2 типу VZnZniОSe (λmax≈605 нм), якиї супроводжується зростанням інтенсивності I радіолюмінесценції (РЛ). Під час p-опромінення водень, що утворюється в процесі термалізації протонів, взаємодіє з киснем, який входить до складу Ц2; це призводить до зруйнування Ц2, зменшення I РЛ та до довгохвильового зсуву λmax

Combined detectors of charged particles based on zinc selenide scintillators and silicon photodiodes

Combined detectors of charged particles are described based on zinc selenide (ZnSe(Te)) crystals, silicon photodiodes and charge-sensitive amplifiers. ZnSe(Te) scintillators are characterized by high alpha to beta ratio (~1.0), good scintillation efficiency (up to 22%), and high radiation stability (up to 100 Mrad), together with good spectral matching with silicon PIN photodiodes. The signals coming from the photodiode in the two modes (photoreceiver and semiconductor detector) differ in the amplitude values and pulse duration, which opens new possibilities for development and application of such combined detectors

Radiation-induced pocesses in A²B⁶ oxide compounds under proton and gamma-irradiation

Changes in scintillation and optical properties of semiconductor scintillators (SCS) based on ZnSe(O,Te), ZnSe(Cd), ZnCdS(Te), ZnSSe(Te) and CdWO₄ (CWO) crystals were studied under influence of ionizing radiations: gamma (~1.3 MeV, up to 500 Mrad), protons (~18 MeV, fluence up to 10¹⁶per⋅cm ⁻² ), electrons (0.54 to 2.26 MeV, up to 50 Mrad), and neutrons (source - thermal reactor channel, fluence up to 10¹⁸ per⋅cm ⁻² ). SCS and CWO crystals have high radiation stability (RS) towards irradiation by gamma-rays and neutrons. Under proton irradiation, CWO scintillators have much higher RS as compared with SCS. For SCS under gamma-irradiation with Dγ>(2…5)⋅10⁹ rad and Pγ=7.7⋅10²R⋅s⁻¹ , in the surface layer (estimated in tens of nanometers) radiolysis of the crystalline structure occurs, and the loss of mass is observed for the samples (at Т=320 К).Вивчено зміну сцинтиляційних і оптичних властивостей напівпровідникових сцинтиляторів (НПС) ZnSe(O,Te), ZnSe(Cd), ZnCdS(Te), ZnSSe(Te) та CdWO₄ (CWO) кристалів при впливі різних видів іонізуючих випромінювань (гамма, протонів, нейтронів). При опроміненні кристалів НПС нейтронами їх світловий вихід зростає на 20...150 % і спостерігаються помітні зміни їхніх оптичних характеристик у видимому та інфрачервоному діапазонах. Протонне опромінення приводить до суттєвої деградації оптичних та сцинтиляційних параметрів кристалів НПС при тому в інфрачервоній області спостерігаються селективні смуги поглинання (при 4...7 мкм). Кристали CWO мають більш високу радіаційну стійкість до протонного опромінення, ніж НПС. При високих дозах опромінення НПС (D>2...5•10⁹ рад) у поверхневому шарі кристалів спостерігаються процеси радіолізу і втрата маси опромінених зразків.Изучено изменение сцинтилляционных и оптических свойств полупроводниковых сцинтилляторов (ППС) ZnSe(O,Te), ZnSe(Cd), ZnCdS(Te), ZnSSe(Te) и CdWO₄ (CWO) кристаллов при воздействии различных видов ионизирующих излучений (гамма, протонов, нейтронов). При облучении кристаллов ППС нейтронами их световыход возрастает на 20…150 % и наблюдаются заметные изменения их оптических характеристик в видимом и инфракрасном диапазонах. Протонное облучение приводит к существенной деградации оптических и сцинтилляционных параметров кристаллов ППС, при этом в инфракрасной области наблюдаются селективные полосы поглощения (при 4…7 мкм). Кристаллы CWO обладают более высокой радиационной стойкостью к протонному облучению, чем ППС. При высоких дозах облучения ППС (D>2…5•10⁹ рад) в поверхностном слое кристаллов наблюдаются процессы радиолиза и потеря массы облученных образцов