Роздільна реєстрація іонізуючого випромінювання з різними питомими втратами енергії органічними гетероструктурованими сцинтиляторами

Анотація

Молекулярні органічні сцинтиляційні матеріали - це найефективніші об’єкти для створення систем, що виявляють такі види випромінювання, що є найбільш шкідливими для людини (альфа-частинки, швидкі нейтрони тощо). Органічні кристали та рідини здатні відокремлювати ці види випромінювання від фотонів фонового гамма-випромінювання. У цих сцинтиляторах іонізуюче випромінювання генерує два типи люмінесцентного відгуку - миттєву та затриману радіолюмінесценцію. Іонізуюче випромінювання з високою питомою втратою енергії dE/dx (втрати енергії E на одиницю довжини пробігу x частинки), генерують імпульс сцинтиляції в цих середовищах із високим внеском повільної складової. Останнім часом були розроблені нові типи сцинтиляторів, а саме гетерогенні органічні сцинтилятори, що містять монокристалічні сцинтиляційні гранули, які можуть бути об'єднані спіканням при гарячому пресуванні (полікристали), або можуть бути включені в прозору гелієву композицію (композитні сцинтилятори). Здатність гетерогенних органічних сцинтиляторів відокремлювати сигнали від випромінювань із різними dE/dx та фізична основа цього процесу в неоднорідних сцинтиляційних матеріалах залишаються однією з нагальних, не досліджених проблем.

У цій роботі представлені результати дослідження форми сцинтиляційних імпульсів для зразків органічних монокристалів, полікристалів та композиційних сцинтиляторів на основі стильбену в порівнянні з тими ж результатами, отриманими для п-терфенілу та антрацену для різних видів збудження іонізуючого випромінювання. Досліджено особливості впливу процесу триплет-триплетної анігіляції на формування у цих системах повільного компонента радіолюмінесцентного імпульсу. Виявлено, що здатність нових типів органічних гетероструктурованих матеріалів (полікристалів і композиційних сцинтиляторів) до роздільної реєстрації іонізуючого випромінювання за формою сцинтиляційного імпульсу близька до відповідних значень, що характеризують цю здатність для структурно досконалих монокристалів.