Колесніков О. В. Легування як метод керування теплофізичними властивостями кристала та розплаву при вирощуванні сцинтиляційних матеріалів

Дисертацію присвячено дослідженню і розробці методу модифікації теплофізичних характеристик кристалів і розплавів CsI:Tl і NaI:Tl за рахунок легування. Встановлено закономірності впливу домішкового складу матеріалу на стабільність процесу росту великогабаритних кристалів, швидкість кристалізації і якість монокристалічних злитків, одержаних методом витягування з розплаву на затравку. У роботі показано, що введення в кристал і розплав домішок, що поглинають теплове випромінення, дозволяє збільшити інтенсивність тепловідводу від фронту кристалізації за рахунок збільшення радіаційної складової. При цьому підвищується аксіальний температурний градієнт біля фронту кристалізації й температура в об'ємі та на поверхні розплаву. Експериментально доведено, що найпридатнішими для цього є іони СО32– та NO2–. Таке легування кристалу в діапазоні концентрацій від 5·10–5 до 3·10–4 мол % дозволяє зменшити ризик появи паразитної кристалізації на тиглі, уникнути формування плоского чи вигнутого у бік кристала фронту кристалізації та збільшити швидкість витягування злитків на 30%. Показано, що в якості критерію, який дозволяє оцінити перебіг процесів тепломасообміну при вирощуванні, може використовуватися динаміка зміни температури керуючого нагрівача. Розроблено та впроваджено систему керування ростовою установкою, що має високі експлуатаційно-технічні характеристики. Визначено вплив технічних і технологічних факторів на точність роботи системи керування діаметром кристала, що росте. Ключові слова: вирощування кристалів, легування, коефіцієнт поглинання, радіаційно-кондуктивний теплообмін.