Сцинтилляторы: преобразование энергии излучения в свет
Сцинтилляторы преобразуют энергию излучения в свет и находят применение в различных областях, включая медицину и обеспечение безопасности. Среди множества сцинтилляторов кристаллы CaF₂, легированные Eu (европием), выделяются благодаря высокому световому выходу (примерно 20 000 фотонов/МэВ), отличной оптической прозрачности и химической стабильности.
Предыдущие представления и новое исследование
Ранее считалось, что длина волны излучения сцинтилляторов не зависит от типа излучения. Однако в новом исследовании, проведённом в Университете Tsukuba, были синтезированы многочисленные кристаллы CaF₂ с различными концентрациями Eu и облучены альфа-частицами и рентгеновскими лучами для систематического изучения цвета (длины волны) и интенсивности излучаемого света.
Результаты исследования
Результаты, опубликованные в Scientific Reports, показали, что соотношение эмиссии, вызванной Eu²⁺ (длина волны: ~420 нм), и эмиссии, вызванной Eu³⁺ (длина волны: 590–695 нм), варьируется в зависимости от типа излучения. Более того, при постоянной эмиссии Eu²⁺ эмиссия Eu³⁺ оказалась примерно в два раза сильнее при облучении альфа-частицами по сравнению с рентгеновским облучением.
Это говорит о том, что различия в цвете света могут быть использованы для идентификации типов излучения, что может найти применение в уникальных задачах, включая измерение дозы в сложных условиях, например, на объектах по выводу из эксплуатации ядерных установок.
Перспективы
Ожидается, что полученные результаты проложат путь для новых методов идентификации частиц и технологий обнаружения излучения следующего поколения. В дальнейшем исследователи планируют разработать технику, которая будет фиксировать треки проходящего излучения в цвете, интегрируя этот метод с оптической системой, использующей линзы, и тем самым создавая средство для идентификации типов частиц, таких как альфа-частицы и рентгеновские лучи, на основе цвета.
Предоставлено Университетом Tsukuba.