Рассмотрены современные проблемы сцинтилляционного материаловедения и новейшие технологии создания высокоэффективных сцинтилляционных детекторов на полимерной основе. Обобщены представления о процессах переноса энергии электронного возбуждения и механизмов ослабления света в полимерных сцинтилляционных композициях. Освещены научно-технические аспекты получения крупногабаритных пластмассовых сцинтилляторов методом блочной полимеризации, сцинтилляционных пластин полимеризацией между стеклами и длинномерных сцинтилляторов экструзионным методом. Представлены данные об эксплуатационных характеристиках новых сцинтилляционных материалов.

Ключ. слова: кристаллы AIIBVI соединений, сцинтилляционные характеристики, центры люминесценции, детекторы ионизирующих излучений
Індекс рубрикатора НБУВ: К967.2

Рубрики:

Технологія виробництва апаратів та приладів ядерної фізики

Шифр НБУВ: Ж14479 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Исследованы процессы трения и силовая напряженность резания при чистовом микроточении деталей сцинтилляторов из полистирола резцами с режущими элементами из алмаза, сапфира и циркониевой керамики. Установлено влияние коэффициента трения и угла трения взаимодействующих инструментального и обрабатываемого материалов на силовую напряженность резания, а также возможность использования в качестве инструментальных материалов сапфира и циркониевой керамики вместо алмаза при обеспечении требующегося состояния обработанной поверхности деталей.

Індекс рубрикатора НБУВ: К967.2

Рубрики:

Технологія виробництва апаратів та приладів ядерної фізики

Шифр НБУВ: Ж25189 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Створено високоефективний спосіб одержання довгомірних пластмасових сцинтиляторів (ПС), що мають підвищені функціональні й експлуатаційні характеристики. Проведено теоретичне та експериментальне дослідження світлозбирання у довгомірних ПС з волоконним збором світла. Одержано кількісні залежності ефективності світлозбирання від властивостей сцинтиляційного матеріалу світлозбирального покриття. Сформульовано вимоги до нового матеріалу, що має забезпечувати покращені функціональні характеристики. Запропоновано спосіб одержання ПС за методом безшнекової екструзії з використанням спеціально синтезованого розплаву полімеру. Визначено вплив технологічних режимів одержання ПС стрипів на їх сцинтиляційні характеристики. Проведено оптимізацію складу та способу нанесення світловідбивального покриття на ПС. На підставі даних проведених досліджених розроблено оптимальні режими виготовлення, що дозволяють одержувати двомірні ПС, які за об'ємною довжиною згасання світла та світловим виходом перевищують кращі світові аналоги. Вивчено стабільність характеристик і спрогнозовано термін використання одержаних сцинтиляторів.

Запропоновано, обгрунтовано та реалізовано новий підхід до вибору раціональних параметрів процесу фрезерування термопластичних полімерних матеріалів, який передбачає врахування особливостей розподілу тепла у поверхневому шарі, змін його внутрішнього енергетичного стану та формування мікрогеометрії поверхні, що дозволяє забезпечити стабільні фізико-механічні властивості матеріалів на етапі напівчистової обробки та підвищити її продуктивність. На підставі результатів експериментальних досліджень теплових явищ процесу фрезерної обробки визначено вплив параметрів режиму різання і властивостей різального інструменту на стан поверхневого шару полімерних матеріалів, що дозволило одержати регресійні залежності температури на обробленій поверхні. Доведено, що регулювання теплофізичної дії на даний шар полімерів доцільно виконувати за рахунок зміни геометричних параметрів інструменту та параметрів зрізу. Із використанням розроблених математичних моделей для випадку нелінійного та нестаціонарного процесу розповсюдження тепла під час обробки полімерів фрезеруванням встановлено залежність температури у тонких поверхневих шарах матеріалу від фізичних і технологічних параметрів процесу обробки, що дозволяє оцінити ступінь їх деструкції та науково визначити припуски для чистових операцій. Встановлено взаємозв'язок між термомеханічним станом обробленої поверхні полімерів до її обробки, особливостями її мікрогеометрії та структури, а також характером зміни ентальпії, температури склування та товщиною дефектного поверхневого шару. Надано характеристику структурних перебудов у цьому шарі полімерів, сформованому за різних

Проведено комплексне дослідження процесів росту довговимірних (до 600 мм) кристалів CsI(Na), CsI(Tl) діаметром до 300 мм і NaI(Tl) діаметром до 500 мм, вирощених за безперервного методу на установках "РОСТ". Виявлено ідентичні закономірності утворення об'ємних дефектів кристалічної структури. Показано, що теплообмін у ростовій печі складається з трьох стадій. Визначено вплив конденсату розплаву на загальний теплообмін та показано можливість управління кількістю конденсату на поверхні кристалу шляхом зміни швидкості росту та складу газової атмосфери у ростовій печі, що дозволяє керувати формою фронту кристалізації у процесі росту. Виявлено, що у разі вирощування зливків максимального діаметра без додаткової корекції температури бічного нагрівача концентрація активатора збільшується за довжиною кристалу, що зумовлено збільшенням об'єму частини кристала, що занурена в розплав, через зростаючий теплопереніс від бічної поверхні кристала до периферичної кільцевої ємності тигля. Експериментально встановлено зв'язок температурноії інерції системи нагрівач - тигель - кристал з габаритами кристала, що росте. Розроблено та впроваджено у виробництво для вирощування довговимірних кристалів нову двоконтурну систему автоматичного керування процесом вирощування та новий алгоритм керування діаметром кристалу з обмеженням температури донного нагрівача відповідно до стадій росту. Встановлено оптимальні параметри вирощування, що дозволяють одержувати монокристали для виготовлення з них сцинтиляторів довжиною до 550 мм і покращаною на 25 % енергетичною роздільною здатністю (R = 6,9 %).

Індекс рубрикатора НБУВ: В381.53,022 + К967.2

Рубрики:

Сцинтиляційні лічильники

Технологія виробництва апаратів та приладів ядерної фізики

Шифр НБУВ: РА348017 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено науково-технологічні засади модифікації поверхні кристалів CsI, CsI:Tl, CsI:Na і NaI:Tl для корегування їх сцинтиляційних характеристик. Показано, що основний внесок у власне розділення сцинтилятора здійснює складова, взаємопов'язана з неоднорідністю коефіцієнта світлозбору, а не відома раніше непропорційність електронного відгуку енергії. Доведено можливість і ефективність конвертування люмінесценції кристалів CsI, CsI:Na і CsI:Tl в область більшої чутливості фотоприймачів з використанням плівкових конверторів. Показано, що модифікація відбивальних поверхонь кристалів з метою спрямованого змінювання коефіцієнта збирання світла за рахунок впливу на показники заломлення та поглинання кристала до конвертованого світла сцинтиляцій, а також на дзеркальність відбивних поверхонь є ефективним методом покращання спектрометричних характеристик сцинтиляторів незалежно від їх геометричних розмірів. Базуючись на використанні розроблених кремнійорганічних спектрозміщувальних покриттів і адаптованої до них обробки поверхні кристалів, запропоновано новий метод вирівнювання осьової неоднорідності світлового виходу, який значно покращує енергетичне розділення кристалів CsI, збільшує вихід швидкого компонента сцинтиляцій та його значущість у сумарному виході. Показано, що нанесення плівкових конверторів на відбивні поверхні кристалів CsI:Tl дозволяє суттєво зменшити осьову неоднорідність світлового виходу та покращати енергетичне розділення. Обгрунтовано необхідність нанесення захисних покриттів після релаксації спотвореного шару кристалів CsI. Показано, що для сцинтиляторів

Обгрунтовано шляхи удосконалення детекторів складних геометричних форм на основі кристалів йодидів натрію й цезію. Розроблено кремнійорганічні композиції для створення оптичних контактних (ОКП) та захисних покриттів (ЗП) з новими функціями та поліпшеними експлуатаційними властивостями. Запропоновано нові способи обробки поверхні кристалів з урахуванням технологічних операцій склеювання та нанесення покриттів. Показано, що спектрозміщуючі ЗП на поверхні сцинтиляторів у формі зрізаних гексагональних пірамід CsI й призм CsI:TI поліпшують енергетичне розділення, осьову неоднорідність виходу та забезпечують їх стабільність під час експлуатації. Розроблено новий сопосіб корегування осьової неоднорідності світлового виходу сцинтиляційних модулів CsI та CsI:TI за допомогою ЗП. Встановлено, що розроблені ОКП забезпечують поліпшення експлуатаційних характеристик сцинтиляторів NaI:TI великої площі для медичних гамма-камер та з більшим відношенням висоти до діаметра для геофізичної апаратури. Показано, що розширення функцій ОКП та поліпшення їх експлуатаційних властивостей дозволило створити нові конструкції комбінованих детекторів для радіоекологічних досліджень з меншим фоновим випромінюванням та більш високим світловим виходом.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено й обгрунтовано методи проектування відмовостійких адаптивних багатовимірних систем керування в області виробництва органічних сцинтиляторів. Запропоновано оптимізацію управління класом багатозв'язкових стохастичних процесів виробництва органічних сцинтиляторів проводити з використанням методу узагальненого керування з прогнозуванням. Одержано вираження для модифікованого узагальненого прогнозного регулятора. Модельні дослідження полів температурної напруги в сцинтиляторах уточнюють вимоги до параметрів виробничих установок і якісних показників систем керування. Проведено синтез двовимірного прогнозного регулятора для керування вирощуванням органічних монокристалів. Розроблено й обгрунтовано методи проектування діагностичного забезпечення систем керування на підставі діагностичної інфраструктури з інтелектуальними властивостями, в основі побудови якої запропоновано використовувати цифрові моделі апроксимацій динамічних систем.

Наведено результати досліджень і розробки промислових радіаційних установок і технологій. Обгрунтовано перспективи практичного використання радіаційних технологій, визначено фактори змін властивостей опромінювальних матеріалів за використання радіаційних технологій, оптимальні напрямки їх застосування, висвітлено проблеми впровадження, переваги та недоліки, шляхи практичного здійснення. Досліджено особливості радіаційних технологій, створених в Україні. Наведено перелік вимог до радіаційної техніки технологічного призначення. Розроблено удосконалені методи проектування радіаційних технологічних засобів з електрофізичними джерелами іонізуючих випромінювань, що відповідають вимогам їх впровадження на виробництві. Висвітлено фізико-технічні проблеми оптимізації структур і конструкцій радіаціаційних установок. Одержано експериментальні результати, які необхідні для розробки економічно вигідних систем протирадіаційного захисту. Проведено вимірювання ефектів взаємодії гальмівних гама-вимірювань з різними конструкційними матеріалами. Обгрунтовано шляхи оптимізації конструкції промислових радіаційних установок. Розроблено потужну експериментальну науково-технологічну радіаційну установку, яка відповідає вимогам сучасного промислового виробництва, в її конструкції реалізовано реакційну камеру збільшеного розміру, застосовано оригінальні методи формування радіаційних полів великих розмірів для опромінення виробів промислових габаритів, реалізовано новий підхід до конструювання біологічного захисту, створено спеціальну систему технологічної дозиметрії, проведено систему заходів щодо підвищення промислової надійності електрофізичної радіаційної

техніки. Реалізовано першу в Україні спеціалізовану промислову технологічну лінію радіаційної обробки харчових продуктів. Експериментально підтверджено можливість виконання на ній широкого кола рентабельних радіаційних технологій. Створено та запатентовано радіаційну технологію рибних пресервів, що не мають альтернативи за техніко-економічними показниками. Розроблено та випробовано широкий перелік радіаційних технологій харчових продуктів, радіаційних технологій утилізації промислових і комунальних відходів, радіаційних технологій будівельних матеріалів, а також новітні сучасні технології функціональних кваліфікаційних радіаційних випробувань обладнання АЕС.

Приведены данные о новых материалах и современных методах получения информации и технологий радиационного детекторостроения, о новейших технических решениях относительно применений детекторов и приборов на их основе. Рассмотрены проблемы, связанные с применением сцинтилляторов в астрофизике и физике высоких энергий, в ядерной медицине, радиационные детекторы и фотоприемники, досмотровые системы и порталы; вопросы спектро- и радиометрии.

Рассмотрены вопросы, связанные с автоматизацией процессов получения сцинтилляционных кристаллов галогенидов щелочных металлов. Проанализированы современные решения по созданию алгоритмов и средств автоматизации для технологического процесса выращивания методом Чохральского. Приведены конкретные результаты, полученные при автоматизации процесса выращивания крупногабаритных сцинтилляционных монокристаллов. Особое внимание уделено вопросам алгоритмизации управления, выбору архитектуры систем, методам проектирования многопроцессорных отказоустойчивых систем управления. Определены перспективные направления работ по повышению качества кристаллов и производительности ростовых установок.

Розглянуто метод керування технологічним процесом вирощування сцинтиляційних монокристалів у межах інформаційно-екстремальної інтелектуальної технології, що базується на максимізації інформаційної спроможності системи підтримки прийняття рішень у режимі її навчання.

Розглянуто в межах інформаційно-екстремальної технології використання нормованої логарифмічної статистичної інформаційної міри Кульбака для оцінки функціональної ефективності інтелектуальної системи керування вирощуванням сцинтиляційних монокристалів. Досліджено вплив кількості реалізацій на інформаційний критерій.

Розроблено технологічний процес створення однорідних полікристалів Nal(Tl) великої площі та одержання на їх основі високоякісних детекторів для візуалізації гамма-зображення для систем однофотонної емісійної комп'ютерної томографії (ОФЕКТ). Основними етапами одержання сцинтиляційних детекторів великої площі є: пресування великогабаритних монокристалів за підвищених температур, порізка та фінішне оброблення кристала з наданням зразку високої однорідності розподілу світлового виходу. Для створення матеріалу з однорідними сцинтиляційними характеристиками вдосконалено спосіб високотемпературного деформування. Визначено структурну неоднорідність кристала, що викликана особливостями пластичного плину та напружено-деформованого стану. Виявлено оптимальні умови застосування методу багаторазових повторних релаксацій, які забезпечують фізичну цілісність матеріалу великої площі. Для формування заданої функції розподілу світла по всій поверхні детектора виявлено, що зміна методу оброблення поверхні кристала дозволяє варіювати шириною функції розподілу світла в межах до ЗО мм. Використання матеріалів з різними коефіцієнтами відбиття забезпечують зміну величини виходу світла з периметру детектора від +12 % до -6 % у порівнянні зі середньостатистичним виходом світла в центральній області детектора.