بررسی خواص سوسوزنی بلورهای CsI(Tl) رشد داده شده با آلاینده های Ca و Tm

در این پژوهش به ساخت بلورهای CsI(Tl) طی رشد به روش بریجمن با استفاده از آلاینده هایی نظیر Ca و Tm به منظور بررسی خواص سوسوزنی برای کاربرد به عنوان آشکاساز گاما پرداخته شده است. برای ارزیابی بلور های رشد داده شده، پراش ایکس، طیف لیان نوری، طیف گرمالیانی و نیز طیف های گامای ثبت شده توسط بلورها، بررسی شدند. همچنین پارامترهای سوسوزنی از جمله قدرت تفکیک انرژی، پاسخ سوسوزنی بهره نوری و پس تاب مورد مطالعه و اندازه گیری قرار گرفتند. خواص سوسوزنی بلور CsI(Tl) با آلاینده های مختلف نسبت به CsI(Tl) به عنوان نمونه استاندارد (ساخت شرکت Amcrys) مقایسه شدند. برای بلور CsI با آلاینده Tl، بهره نوری %97 ، قدرت تفکیک انرژی در انرژیkeV 662 برابر %11 و پاسخ سوسوزنی ns 1054 اندازه گیری شد. افزودن آلاینده های Ca و Tm به ساختار بلوری CsI(Tl) باعث کاهش مراکز به دام افتاده و همچنین ایجاد زیر تراز لیان نوری شده، از این رو باعث تغییر خواص سوسوزنی می شوند. افزودن آلاینده Tm2+ در ساختار شبکه ای CsI(Tl) منجر به افزایش بهره نوری به %103، قدرت تفکیک انرژی %7/9 و پاسخ سوسوزنی ns 1373 شده، در صورتی که این آلاینده پاسخ سوسوزنی را کندتر می کند و باعث ایجاد پس تاب کم تری نسبت به نمونه CsI(Tl) می شود. آلاینده Ca2+ در ساختار شبکه ای CsI(Tl) بر روی بهره نوری و قدرت تفکیک انرژی اثر نامطلوب دارد، در صورتی که پاسخ سوسوزنی را سریع تر کرده و باعث ایجاد پس تاب بیش تری نسبت به نمونه CsI(Tl) می شود. همچنین باعث کاهش بهره نوری به %98، قدرت تفکیک انرژی %12 برای انرژی keV 662 و پاسخ سوسوزنی ns 537 می شود.