Quantitative evaluation of microimpurity content in lead tungstate initial raw material and scintillation single crystals

The results of impurity composition determination in lead tungstate raw material and in the scintillation single crystals at various stages of the technological process are presented. Iron content in the samples was determined by extraction photometry after the double-stage sample breakdown. AI, Bi, Сг, Сu, Mg, Mn, Mо, Ni, Si, Sn, and Ti were determined by atomic emission spectroscopy under arc excitation. The revealed differences in the concentration levels of the above-listed impurities in colored and colorless crystals have been demonstrated to be insufficient for make any substantial effect on the crystal light absorption. These differences have been supposed to be caused by formation of intrinsic impurities in the course of the raw material solid-phase synthesis.Наведено результати визначення домiшкового вмiсту у сировинi та монокристалах вольфрамату свинцю на рiзних стадiях технологiчного процесу. Вмiст залiза визначали екстракцiйно-фотометричним методом з двостадiйним розкриттям зразкiв. Вмiст AI, Bi, Сг, Сu, Mg, Mn, Mо, Ni, Si, Sn, Ti визначали методом атомно-емiсiйної спектрометрiї з дуговим джерелом збудження. Показано, що рiзницi, що встановлено, на рiвнi вмiсту перелiчених домiшок у забарвлених та незабарвлених кристалах недостатньо для суттевого впливу на їх свiтопоглинання. Висловлено припущення, що вказанi вiдмiнностi обумовленi появою власних домiшок у процесi твердофазного синтезу сировини.Представлены результаты определения примесного состава сырья и монокристаллов вольфрамата свинца на разных стадиях технологического процесса. Содержание железа определяли экстракционно-фотометрическим методом с двухстадийным вскрытием образцов. Содержание AI, Bi, Сг, Сu, Mg, Mn, Mо, Ni, Si, Sn, Ti определяли методом атомно-эмиссионной спектрометрии с дуговым источником возбуждения. Показано, что установленные различия в уровне содержаний перечисленных примесей в окрашенных и неокрашенных кристаллах недостаточны для существенного влияния на их светопоглощение. Высказано предположение, что указанные различия обусловлены появлением собственных примесей в процессе твердофазного синтеза сырья

Preparation and scintillation properties of LGSO:Ce crystals

Lu₂ₓGd₂₋₂ₓSlO₅:Ce single crystals with different Lu/(Lu+Gd) atomic ratio have been obtained by the Czochralski technique. It has been shown that the polymorph transition P2₁/c-C2/c space symmetry at substitution of Gd atoms by Lu takes place at Lu/(Lu + Gd) = 0.1-0.2. The obtained crystals with C2/c symmetry type demonstrate good scintillation characteristics. High Ce³⁺ segregation coefficient together with preferred inclusion of cerium into the seven-fold oxygen - coordinated position provide high light yield and good energy resolution of the crystals.Методом Чохральського вирощено монокристали Lu₂ₓGd₂₋₂ₓSlO₅:Ce з різним атомним співвідношенням Lu/(Lu+Gd). Показано, що поліморфний перехід від просторової симетрії Р2₁/с до С2/с в процесі заміщення атомів гадолінію на лютецій відбувається при співвідношенні Lu/(Lu+Gd)=0.1-0.2. Отримані кристали з типом просторової симетрії С2/с демонструють високі сцинтиляційні характеристики. Високий коефіцієнт входження іонів Се³⁺ у матрицю у поєднанні з переважним входженням церію у семикоординовану позицію киснем обумовлює високий світловий вихід та енергетичну роздільну здатність кристалів.Методом Чохральского выращены монокристаллы Lu₂ₓGd₂₋₂ₓSlO₅:Ce с различным атомным соотношением Lu/(Lu+Gd). Показано, что полиморфный переход при смене пространственной симметрии с Р2₁/с на С2/с в процессе замещения атомов гадолиния на лютеций происходит при соотношении Lu/(Lu+Gd) = 0.1-0.2. Полученные кристаллы с типом пространственной симметрии С2/с демонстрируют высокие сцинтилляционные характеристики. Высокий коэффициент вхождения ионов Се³⁺ в матрицу в совокупности с предпочтительным вхождением церия в семикоординированную позицию по кислороду обусловливает высокий световой выход и энергетическое разрешение кристаллов