ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Работа мотивируется потребностью в высоко эффективных, быстрых, плотных сцинтилляторах для регистрации интенсивных полей ионизирующей радиации. Она сконцентрирована на процессах, которые быстро и эффективно конвертируют энергию ионизирующего излучения в оптические фотоны. Всего известно более 4000 кандидатов с хорошей фотоэлектрической тормозной способностью и подходящей запрещенной зоной, в каждый из которых могут быть добавлены различные активаторы.

Фактически, все медицинские приборы, регистрирующие высокоэнергетические фотоны ( рентгеновское и гамма излучение), используют сцинтилляторы для их детектирвания.

Оборудование включает в себя датчики плоскостного изображения, рентгеновскую компьютерную томографию, однофотонную эмиссионную компьютерную томография (SPECT) и позитронную эмиссионную томографию (РЕТ) . Разные методы получения изображения предъявляют различные требования к сцинтилляторам. В принципе, идеальный сцинтиллятор ( имеющий высокую плотность, большой эффективный атомный номер, высокий световыход, короткое время затухания, отсутствие послесвечения, хорошее спектральное перекрытие с фотодетектором, и низкую цену) может быть использован в любом методе. Однако, идеального сцинтиллятора нет, и каждое применение вынужденно идти на компромисс, выбирая среди известных метериалов тот, который имеет оптимальную совокупность свойств.

Наилучшим сцинтиллятором для регистрации быстрых процессов является фторид бария, широкому применению которого препятствует наличие весьма интенсивной медленной компоненты, снижающей эффективность работы в интенсивных радиационных полях, что является помехой при использовании сцинтиллятора на ускорителях в физике высоких энергий.

Идея подавления медленной компоненты сцинтилляции в кристаллах BaF2, путем введения определенных примесей высказана еще в 1989г. Добавление многих примесей редких земель, щелочных земель приводит к подавлению медленной компоненты. Все опубликованные результаты получены для кристаллов малого размера.

Выращивание кристаллов большего размера наталкивается на сложную техническую проблему устранения так называемой ячеистой структуры кристаллов. Приводящей к их низкой прозрачности.

В Институте геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН на основе анализа возможных примесей сделан вывод о перспектиности использования примеси кадмия для подавления медленной компоненты свечения во фтористом барии. Наши предварительные результаты показали возможность выращивания кристаллов фтористого бария с примесью кадмия высокого оптического качества, удовлетворяющих требованиям для быстрых сцинтилляторов для физики высоких энергий. В этих материалах интенсивность медленной компоненты подавлена в 30 раз, что достаточно для применения сцинтилляторов в интенсивных радиационных полях.

Результаты нашей работы по получению и исследованию новых перспективных фторидных материалов для быстрых сцинтилляторов могут быть использованы в следующих областях: физика высоких энергий, медицинская техника, дозиметрический контроль, радиоэкология, радиационная защита, лазерная техника, оптика.

В результате выполнения проекта будут разработана методика выращивания крупных кристаллов фтористого бария с подавленной медленной компонентой и выращены лабораторные образцы сцинтилляторов, пригодных для регистрации излучений в физике высоких энергий.

По результатам испытаний образцов в Брукхейвенской лаборатории будет принято решение о развертывании производства на базе опытного участка Института геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН.

Разработка не может быть запатентована, поскольку имеются публикации в открытой печати.

Объем требуемых средств- 300 тыс.руб.($10 тыс).