Properties uniformity studies for scintillation elements of 1D- and 2D-matrices on the basis of crystals ZnSe(Te), CdWO₄, CsI(Tl), Bi₃Ge₄O₁₂

Results are presented on parameters of light output and uniformity of scintillation properties of 1D and 2D-matrices for different conditions of their preparation. It has been shown that with grinded scintillators based on ZnSe(Te) and CdWO₄ light output is higher as compared with the polished ones. Energy resolution and light output have been measured for 2D-scintillators on the basis of CdWO₄, CsI(Tl), ZnSe(Te) for γ-radiation and α-particles from ²³⁵Pu. Advantages of 2D-scintillators over monolithic scintillators are shown.Представлено результати досліджень параметрів світлового виходу й однорідності сцинтиляційних властивостей 1D- і 2D-матриць у залежності від умов їх виготовлення. Показано збільшення світлового виходу шліфованих сцинтиляторів на основі ZnSe(Te) і CdWO₄ щодо полірованих елементів. Досліджено енергетичне розділення та світловий вихід 2D-сцинтиляторів на основі ZnSe(Te) для α--часток ²³⁵Pu. Показано перевагу 2D-сцинтиляторів у порівнянні з монолітними сцинтиляторами.Представлены результаты исследований параметров светового выхода и однородности сцинтилляционных свойств 1D- и 2D-матриц в зависимости от условий их изготовления. Показано увеличение световыхода шлифованных сцинтилляторов на основе ZnSe(Te) и CdWO₄ относительно полированных элементов. Исследовано энергетическое разрешение и световыход 2D-сцинтилляторов на основе ZnSe(Te) для α-частиц ²³⁵Pu. Показано преимущество 2D-сцинтилляторов по сравнению с монолитными сцинтилляторами

Physico-mathematical model for determining the direction in space to point sources of gamma radiation using spherical absorber

Physico-mathematical model for determining the direction in space to point sources of gamma radiation using a spherical absorber was developed. CdTe detectors of appropriate sizes are placed in the regular pyramid tops under absorber. The physico-mathematical model allowed, taking into account the exponential attenuation of gamma radiation by the absorber, to find the distance from the location of any CdTe sensor to the surface of sphere in any direction in space. Calculated information and signal received from the detectors, correlate to each other. The ratios found depend on the angle to the source of gamma radiation and represent the ratio of transmittance coefficients for four sensors. A methodology for locating the developed device in space, which allowed to obtain dependence of the calculated ratios from the angle in space for θ = 90° and φ from 0° to 360° in increments of 15° was proposed. Each direction in space corresponds to a set of six respective ratios

Digital X-ray imaging using matrix detectors and composite screens

In the paper it has been shown the possibility to use large area dispersed scintillators based on ZnSe:Al scintillation screens having a maximum luminescence in photoabsorption of zinc selenide instead of X-ray film for defectoscopy of metal products. Experimental data on influence of X-ray absorption by the samples using scintillation screens based on zinc selenide chalcogenide scintillator and ERS-S-2A on the thickness of the sample at an acceleration voltage in kV are reported. Prospects of using the zinc selenide composite screens in imaging of biological objects are shown, which proves the possibility of using these screens in tomographic medical systems

The prospects of use of silicon photodiodes for registration alpha, beta radiation and neutrons

The purpose of the current work is an investigation of possibility of use of silicon photodiodes for registration alpha, beta radiations and neutrons. Electronic physical properties of the photodiodes which provide spectrometer characteristics of semiconductor detectors of nuclear radiations, such as: electronic noise, thickness of a sensitive layer, thickness of a surface not sensitive layer, are analyzed. It is shown that power permission for alpha particles is equal to 10-25 keV that which corresponds to resolution of the best surface-barrier semiconductor detectors. Also photodiodes can be used for measurement of a stream of beta particles, in spectrometry till energy value of 300 keV and for measurement of streams thermal and the fast neutrons with efficiency of about 1 %. Operational characteristics of the photodiodes allow use them in industrial platforms of nuclear objects and in the field conditions

Scintillation 2D-matrices for digital tomography

A possibility is shown of tomography applications of scintillation 2D matrices based on aluminum-doped zinc selenide (ZnSe(Al)). Procedures for preparation of multi-element matrices are described, as well as results on inter-element interference. For the first time, chalcogenide scintillators based on zinc selenide were tested on biological objects (blood vessels) at ”Filips”, Israel, for detection of cholesterol plaques

Microhardness and brittle strength of ZnSe₍₁₋ₓ₎Teₓ crystals grown from melt

Mechanical properties of ZnSe₍₁₋ₓ₎Teₓ solid solutions (0 < CTe < 1.3 mass % ) have been studied using indentation method in two modes (indenting and scratching). The breaking limits for doped and undoped crystals have been measured by uniaxial compression. For the crystals where the dopant concentration CTe≈0.3 %, the microhardness anisotropy coefficient is equal to unity. This can be explained by disappearance of stacking defects in the crystals at the mentioned tellurium concentration due to favorable conditions for the sphalerite structure in the solid solution. As the Te concentration in the solid solution varies within the 0.2 to 1.3 % range, the crystal microhardness has been shown to increase linearly by 23 %. The fact has been confirmed by measuring the brittle fracture limit for Te doped and undoped ZnSe crystals. The fact can be explained by local distortions of ZnSe lattice due to Te atoms present and by the dislocation mobility decrease associated thereto, the combination of both factors results in the material strengthening. Effect of heat treatment and the block boundaries on the strength limit and cracking resistance of ZnSe₍₁₋ₓ₎Teₓ crystals has been established that is of importance when the material is subjected to machining

Preparation of high-purity charge for growth of Cd₁₋ₓ ZnₓTe crystals

Possibilities have been studied to prepare high-purity charge for growth of Cd₁₋ₓ ZnₓTe crystals of high perfection and spectrometric quality. Studies have been carried out of deep purification of Cd, Zn and Te using the installation developed by us, which comprised a rotating container of optical quartz, by distillation and recrystallization. This installation is polyfunctional, allowing distillation, zone purification, recrystallization in horizontal (at a small angle) or vertical direction. It has been shown that horizontal zone purification is efficient for most admixtures, with exception of carbon. For carbon removal from Cd, Zn and Te, a vertical variant of zone purification was additionally used, which allowed reduction in carbon content from 10⁻³ to -10⁻⁶ %.Работа посвящена исследованию возможности получения высокочистой шихты для выращивания кристаллов Cd₁₋ₓ ZnₓTe высокого структурного совершенства и спектрометрического качества. Приведены результаты изучения процессов глубокой очистки Cd, Zn и Te при использовании разработанной нами установки с вращающимся контейнером из оптического кварца путем их дистилляции и перекристаллизации. Эта установка является многофункциональной и позволяет проводить дистилляцию, зонную очистку, перекристаллизацию как в горизонтальном (под небольшим углом), так и в вертикальном направлениях. Показано, что горизонтальная зонная очистка является эффективной для большинства примесей, за исключением углерода. Для очистки Cd, Zn и Te от примеси углерода дополнительно использован вертикальный вариант зонной очистки, который позволил снизить содержание углерода с с 10⁻³ до -10⁻⁶ %Робота присвячена досліджєнню можливості одержання шихти високої чистоти для вирощування структурно досконалих кристалів Cd₁₋ₓ ZnₓTe спектрометричної якості. Приведено результати вивчення процесів глибокого очищення Cd, Zn та Te при використанні розробленої нами установки з обертовим контейнером із оптичного кварцу шляхом їх дистиляції і перекристалізації. Ця установка є багатофункціональною і дозволяє проводити дистиляцію, зонну очистку, перекристалізацію як у горизонтальному (під невеликим кутом), так і у вертикальному напрямках. Показано, що горизонтальна зонна очистка є ефективною для більшості домішок, за винятком вуглецю. Для очищення Cd, Zn та Te від домішки вуглецю додатково використаний вертикальний варіант зонної очистки, що дозволив знизити вміст вуглецю з 10⁻³ до -10⁻⁶ %

1D- and 2D-matrices scintillation elements on the crystals base ZnSe(Te), CdWO₄, CsI(Tl), Bi₃Ge₄O₁₂

Results are presented of light output and uniformity of scintillation parameters of 1D and 2D-matrices for different conditions of their preparation. It has been shown that with grinded scintillators based on ZnSe(Te) and CdWO4 light output is higher as compared with the polished ones. Energy resolution and light output has been measured for 2D-scintillators on the ZnSe(Te) base for a-particles from 235Pu. Advantages of 2D-scintillators over monolithic scintillators are shown.Представлены результаты исследований светового выхода и однородности сцинтил-ляционных параметров 1D и 2'-матриц в зависимости от условий их изготовления. Показано увеличение световыхода шлифованных сцинтилляторов на основе ZnSe(Te) и CdWO4 относительно полированных элементов. Исследовано энергетическое разрешение и световыход 2D сцинтилляторов на основе ZnSe(Te) для a-частиц 235Ри. Показаны преимущества 2D матриц по сравнению с монолитными сцинтилляторами.Представлено результати досліджєнь світлового виходу й однорідності сцинтил-ляційних параметрів 1D і 2D-матриць у залежності від умов їх виготовлення. Показано збільшення світлового виходу шліфованих сцинтиляторів на основі ZnSe(Te) i CdWO4 щодо полірованих елементів. Досліджено енергетичне розділення та світловий вихід 2D сцинтиляторів на основі ZnSe(Te) для a-часток 235Ри. Величина Ra ~ 5 %. Показано перевагу 2D матриць в порівнянні з монолітними сцинтиляторами

Increasing the resolving power of determining the point gamma-radiation source direction in the precision method

Experiments have demonstrated the possibility of increasing the resolving power of determining the point gamma-radiation source direction in the precision method. The work involved reducing the step of the angle of rotation of an asymmetric absorber and shifting the detector relative to the maximum-minimum absorber thickness boundary. The ¹³⁷Cs gamma-radiation source direction was determined within the angles of the maximum and minimum thickness boundaries of the asymmetric absorber. The detector position was investigated for the maximum thickness of the asymmetric absorber on the boundary between the maximum and minimum thickness, and for the minimum thickness. The optimal position of the detector was found for the asymmetric absorber boundary, enabling to determine the maximum count rate in the gamma source direction. A specific position of the detector enables observing an increasing gamma radiation scattering over the copper-lead surface. The experiment used absorbers with spectrometric telluride-cadmium detectors. Information from the detectors was output to four multichannel gamma-radiation impulse analysers, which operated simultaneously in the spectrometer mode

Doping methods and properties of the solid solutions on AIᴵᴵBⱽᴵ crystals base

It has been shown that the composition and concentration of complex and radiative recombination centers in solid solution crystals in AIᴵᴵBⱽᴵ systems depends along what section of the concentration triangle is the solid solution obtained. Effects have been studied of the isovalent dopant and thermal treatment in different media upon optico-luminescent, structural and physico-chemical characteristics of solid solution of crystals in the nSe-nTe system.Встановлено, що склад і концентрація комплексних центрів випромінювальної комбінації кристалів твердих розчинів (ТР) у системах AIᴵᴵBⱽᴵ залежать від того, вздовж якого розрізу концентраційного трикутника відбувається утворення ТР. Досліджено вплив ізовалентної домішки і також термообробки у різних середовищах на оптико-люмінесцентні, структурні й фізико-хімічні характеристики кристалів ТР у системі nSe-nTe.Установлено, что состав и концентрация комплексных центров излучательной рекомбинации кристаллов твердых растворов (ТР) в системах AIᴵᴵBⱽᴵ зависят от того, по какому разрезу концентрационного треугольника происходит образование ТР. Исследовано влияние изовалентной примеси и термообработки в различных средах на оптико-люминесцентные, структурные и физико-химические характеристики кристаллов ТР в системе nSe-nTe