Дубовик О. М. «Отримання сцинтиляційних монокристалів ZnWO4, MgWO4 та твердих розчинів (Zn,Mg)WO4».

У дисертаційній роботі викладено результати комплексних досліджень отримання допованих кристалів ZnWO4 та впливу домішкових дефектів на їхні оптичні та сцинтиляційні властивості. Одержані результати дозволили розробити технологічні умови отримання крупногабаритних сцинтиляційних монокристалів з поліпшеними характеристиками: світловим виходом 15 000 фот / МеВ, енергетичною роздільною здатністю – 8,5% при збудженні гамма-квантами з енергією 662 кеВ, рівнем післясвітіння через 20 мс - 0,002% та власним радіаційним фоном альфа- випромінювання 0,18 мБк/кг. Уперше в світі отримано об’ємні кристали MgWO4 оптичної якості та системно досліджено їхні оптичні й сцинтиляційні властивості в широкому температурному діапазоні, а також параметри власного радіаційного фону. Вирощені кристали мали наступні параметри: світловий вихід відносно CdWO4 склав близько 35%, післясвітіння через 20 мс - 0,035%, загальний радіаційний фон альфа-випромінювання склав 5,7 мБк/кг. Отримано новий сцинтиляційний матеріал твердих розчинів (Zn,Mg)WO4. Розроблено та впроваджено технологію вирощування оптично якісних монокристалів методом Чохральського. Встановлено, що монокристали ZnxMg1-хWO4 при х = 0,2 – 1 мають моноклінну структуру типу вольфраміт. Дослідження залежності параметрів кристалічної структури змішаних кристалів (Zn,Mg)WO4 від відносної концентрації катіонів показали лінійне збільшення об’єму елементарної ґратки при переході від MgWO4 до ZnWO4. Досліджено залежність зростання світлового виходу від складу змішаних кристалів (Zn,Mg)WO4, яка має максимум при співвідношенні Zn/Mg близько одиниці. Величина світлового виходу для кристала Zn0,5Mg0,5WO4 в ~ 1,5 рази перевищує таку для ZnWO4 і в ~ 2,1 рази для MgWO4. Завдяки збільшеному світловому виходу до 22 500 фот / МеВ показана можливість використання сцинтиляційних детекторів на основі монокристалів твердих розчинів замість токсичного CdWO4. Ключові слова: монокристал, вольфрамат цинку, вольфрамат магнію, твердий розчин, метод Чохральського, оптичні властивості, сцинтилятор, світловий вихід, люмінесценція.