Люминесценция кислородсодержащих кристаллов фторида лития, активированных ураном, при импульсном возбуждении тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

ЦйЯЮ-

Путинцева Светлана Николаевна

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ КРИСТАЛЛОВ ФТОРИДА ЛИТИЯ, АКТИВИРОВАННЫХ УРАНОМ, ПРИ ИМПУЛЬСНОМ

ВОЗБУЖДЕНИИ

Специальность 01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

Томск-2008

Работа выполнена в Томском политехническом университете

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор, заслуженный деятель науки РФ Лисицын Виктор Михайлович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Тюрин Юрий Иванович кандидат физико-математических наук, Шамирзаев Тимур Сезгирович

Ведущая организация: Уральский государственный технический

университет, г. Екатеринбург

Защита состоится 3 декабря 2008 г. в 15 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д212.269.02 при Томском политехническом университете по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского политехнического университета.

Автореферат разослан «?Р» октября 2008 г.

Ученый секретарь совета по защите

докторских и кандидатских диссертаций л

доктор физико-математических наук / Ц! Коровкин М.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ И СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Исследования стимулированных радиацией процессов в кристаллах Ы¥ являются актуальными в связи с широким использованием активированных кристаллов ЫБ в качестве рабочих веществ для термолюминесцентных, сцинтилляционных, абсорбционных, электро-парамагнитных и термоэкзоэмиссионных детекторов корпускулярного и электромагнитного излучений. Благодаря тканеэквивалентности, активированные кристаллы 1лР уже широко используются в радиобиологии и медицине в качестве дозиметров ионизирующих излучений.

Одной из перспективных систем являются кристаллы ЦБ, активированные ураном. Несмотря на большое количество публикаций по результатам исследований люминесценции кристаллов ЫР(и) с использованием стационарных методов, эта система остается слабо изученной. Ни природа урановых излучательных комплексов (УИК), ни механизм возбуждения свечения урана, ни роль кислорода в процессе его возбуждения до сих пор не ясны. Информация о кинетических характеристиках свечения отсутствует, а процесс накопления центров окраски (ЦО) в легированных кристаллах слабо изучен. Предполагается, что для создания излучательного состояния урана в кристаллах 1лР(Ц) необходимо присутствие кислорода. Предложен УИК типа (1Ю5Р)°, высокая эффективность создания которого обусловлена его зарядовой нейтральностью, а дискретная структура спектра свечения обусловлена излучательными переходами различной спиновой мультипольности на общую систему колебательных уровней основного состояния УИК.

Альтернативная точка зрения заключается в предположении о присутствии в спектрах свечения урана излучательных переходов, принадлежащих различным типам УИК, отличающихся числом и расположением атомов кислорода в ближайшей координационной сфере урана и типом дефектов, входящих в решетку в процессе выращивания для локальной компенсации зарядов комплексов.

Появление методов импульсной люминесцентной спектрометрии с наносекундным временным разрешением позволило достигнуть прогресса в

понимании природы люминесценции. Высокая информативность метода импульсной катодолюминесцентной спектрометрии с временным разрешением позволяет получать новые сведения о стимулированных радиацией процессах, которые невозможно получить стационарными методами.

Представляется, что исследования спектрально-кинетических характеристик свечения кристаллов 1лР(и) и УР, содержащих различное количество «¡активаторов О2" и ОН, с использованием методов импульсной люминесцентной спектрометрии с наносекундным временным разрешением в широких спектральном, временном интервалах и поглощенной кристаллами дозе позволят получить важную информацию о влиянии дорадиационных и радиационных дефектов в кристаллах на характеристики свечения УИК, о природе УИК и механизмах возбуждения люминесценции урана.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования являются выращенные в Государственном оптическом институте им. Вавилова методом Стокбаргера кристаллы 1ЛР (с содержанием примеси кислорода от 6.5-10"5 до 2-Ю"3 вес.% по данным протон-активационного анализа) и выращенные в Институте физики национальной академии наук Кыргызстана методом Киропулоса на воздухе в платиновом тигле кристаллы ир(и) двух партий с одинаковым содержанием азотнокислого уранила (и02(М03)2) по шихте, равным 0.01 мол.%. В одной из партий дополнительно в шихту при выращивании кристаллов вводился гидрат окиси лития (ЬЮН) в количестве от 0.5 до 4 мол.%.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Целью настоящей работы является исследование люминесценции кислородсодержащих кристаллов фторида лития, активированных и не активированных ураном, при возбуждении импульсами сильноточных электронных пучков (СЭП) и лазерного излучения.

Для достижения поставленной цели было необходимо:

• отработать методику исследования люминесцентных свойств кислородсодержащих кристаллов ЫР и 1лР(1Т), определить оптимальные режимы облучения образцов и регистрации люминесценции при различных методах ее возбуждения;

• изучить спектрально-кинетические характеристики импульсных фото- (ИФЛ) и катодолюминесценции (ИКЛ) кислородсодержащих кристаллов LiF и LiF(U);

• исследовать влияние предварительного облучения на спектрально-кинетические характеристики ИФЛ и ИКЛ кислородсодержащих кристаллов LiF и LiF(U);

• рассмотреть процессы возбуждения люминесценции урана в кислородсодержащих кристаллах LiF(U).

Указанные задачи решались в рамках выполнения следующих проектов: научных программ «Университеты России» (№ 01980005342, 1998-2000 г.; № ур. 06.01.023, 2002-2003 г.); гранта РФФИ (MAC 01-02-18035, 2001-2002 г.); г/бюджетной темы (НИР № 1.79.06, 2006-2010 г.); индивидуального гранта ТПУ для молодых ученых на проведение научных исследований (2008 г.).

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. Впервые установлено, что в кислородсодержащих кристаллах LiF и LiF(U) при возбуждении электронами возникает люминесценция в области 2.7 -4 эВ одинакового спектрального состава с максимумами на 3.1 и 3.7 эВ, обусловленная наличием в кристаллах примеси кислорода, кинетические параметры которой меняются при введении в кристаллы примеси урана.

Впервые изучены кинетические характеристики процессов разгорания и затухания свечения кислородсодержащей примеси в полосе на 3 эВ. Обнаружено влияние соактиваторов урана и гидроксильных ионов на интенсивность и величину характеристического времени затухания свечения.

Обнаружено, что характеристическое время разгорания люминесценции УИК не является его структурно-чувствительной характеристикой, в то время как характеристическое время затухания люминесценции урана зависит от количества присутствующих в кристалле уран-гидроксильных комплексов и величины поглощенной кристаллом LiF(U) дозы.

2. Установлено влияние предварительного облучения на спектрально-кинетические характеристики ИКЛ урана в кристаллах LiF(U) с заведомо введенной примесью LiOH в шихту. В кристаллах LiF(U), в которых отсутствуют уран-гидроксильные комплексы (не наблюдается полоса

поглощения на 0.41 эВ), УИК радиационно-стойки (спектрально-кинетические характеристики свечения комплексов не зависят от дозы в области 102 - 10б Гр).

Процесс радиационного преобразования спектрально-кинетических характеристик УИК, содержащих ОН" ионы, обратим. Отжиг кристаллов при 600 К восстанавливает первоначальные характеристики свечения.

3. Впервые обнаружено влияние способа возбуждения кристаллов ЫР(Ц) на кинетику процесса разгорания свечения УИК при 300 К. При оптическом возбуждении люминесценции урана характеристическое время разгорания равно 40 не и одинаково во всем спектральном диапазоне 2.1 - 2.7 эВ. При электронном возбуждении дополнительно к наносекундному компоненту разгорания свечения, величина характеристического времени которого совпадает с величиной времени разгорания при оптическом возбуждении, возникает компонент в микросекундном временном интервале с величиной характеристического времени, равной 2.5 мкс.

Предварительное облучение кристаллов 1лР(Ц) приводит к падению интенсивности ИФЛ урановых комплексов, а также к изменению соотношения интенсивности наносекундного и микросекундного компонентов разгорания ИКЛ УИК. В области доз < 104 Гр в исследуемых кристаллах наблюдается рост интенсивности наносекундного компонента разгорания свечения и падение микросекундного компонента.

4. Показано, что образование ЦО не является конкурирующим захвату электронов на уране процессу, а сами ЦО не являются компонентами УИК даже в области доз более 10е Гр.

Определено, что эффективность создания и накопления ЦО Р2 и Р3+ (в области доз < 105 Гр) в кристаллах 1ЛР(и) выше, чем в кристаллах ЬШ.

5. Предложен экситонный механизм возбуждения катодолюминесценции урановых комплексов в кристаллах 1лР(и).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Экспериментальные результаты, полученные в работе, могут быть полезны для развития представлений о физических процессах, развивающихся в активированных ионных кристаллах. Полученные экспериментальные результаты могут быть использованы для разработки методов управления

радиационной стойкостью кристаллов и создания новых методов контроля дефектной структуры исследуемых объектов. Результаты составляют информационную базу для импульсных фото- и катодолюминесцентных анализов кристаллов 1ЛР(и).

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Спектрально-кинетические характеристики кислородных центров (излучательные переходы на 3, 3.1 и 3.7 эВ, инициированные импульсами электронов) в кристаллах УБ и ЫР(и) во временном интервале 10"8 - 10'1 си интервале доз предварительного облучения 0 -106 Гр.

2. Люминесценция урановых комплексов в области 2.1 - 2.7 эВ в кристаллах 1лР(и) имеет спектр, количество и интенсивность полос которого, а также время затухания определяются соотношением соактиваторов О2* и ОН" в кристалле. Способ возбуждения кристалла не влияегг на тип спектра, но определяет кинетику процесса разгорания свечения урановых комплексов, которая при оптическом возбуждении (3.68 эВ) носит моноэкспоненциальный характер (т1=40 не), а при электронном возбуждении - описывается в каждой из полос спектра совокупностью двух экспонент (т1=40 не, т2=2.5 мке) при 300 К.

3. Предварительное облучение урансодержащих кристаллов (< 10б Гр) приводит к изменению соотношения интенсивности наносекундного и микросекундного компонентов разгорания катодолюминесценции урановых комплексов, росту ее интенсивности (в области доз < 104 Гр в исследуемых кристаллах), падению интенсивности фотолюминесценции урановых комплексов и радиационному тушению кислородных центров (3.1 и 3.7 эВ) во всем исследованном интервале доз.

Действие ионизирующей радиации сопровождается изменением соотношения между урановыми излучательными комплексами, содержащими О2" и / или ОН" ионы, в результате радиационного разрушения гидроксильных ионов, что приводит к изменению как соотношения полос в спектре люминесценции урановых комплексов, так и времени ее затухания. Поглощенные кристаллом дозы радиации, при которых спектр люминесценции в области 2.1 - 2.7 эВ обусловлен только излучательным комплексом

радиационно-устойчивого типа, не содержащим ионы гидроксила, определяются исходной концентрацией уран-гидроксильных комплексов.

4. Присутствие урана в кристаллах LiF увеличивает эффективность создания и накопления центров окраски F2 и F3+ в области доз < 105 Гр по сравнению с кристаллами, не содержащими уран. Присутствие центров окраски в кристалле не влияет на спектрально-кинетические характеристики катодолюминесценции урановых излучательных комплексов.

АПРОБАЦИЯ И ПУБЛИКАЦИИ

Результаты настоящей работы докладывались 7 конференциях и семинарах. Основное содержание работы опубликовано в 10 печатных работах (5 статей в рецензируемых журналах, 4 статьи в сборниках трудов международных конференций, 1 тезисы доклада международной конференции).

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения. Диссертация изложена на 173 страницах машинописного текста, включая 83 рисунка, 11 таблиц, список литературы (155 наименований).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, анализ современного состояния проблемы, обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования, выносимые на защиту положения, научная новизна и практическая значимость работы.

Первая глава диссертации является обзорной. Описаны известные результаты исследований спектрально-кинетических характеристик кристаллов LiF(U). Проведен сравнительный анализ спектрально-кинетических характеристик урана в различных матрицах. Показано, что люминесценция урановых центров в различных матрицах наблюдается в области 2.1 - 2.7 эВ лишь в том случае, когда в образцах присутствует кислород. Описаны типы УИК, предполагаемые механизмы свечения в них. Обозначен круг нерешенных проблем, обоснованы цели и задачи исследования, пути их решения.

Во второй главе приведено описание использованной для исследований экспериментальной техники, методики импульсных фото- и катодолюминесцентной спектрометрии с временным разрешением. Описана

дозиметрия потока излучения импульсного ускорителя. Приведено описание градуировки спектральной чувствительности оптического спектрометра и измерения временных интервалов. Описана методика обработки кинетических кривых и построения спектров люминесценции. Произведена оценка погрешности измерений.

Третья глава посвящена описанию выбранных для исследования кристаллов и их дефектности, проявляющейся в спектрах поглощения в области 0.05 - 12.5 эВ. Обсуждается природа полос поглощения в кислородсодержащих кристаллах ЫБ и 1лР(и).

Особо чистые кристаллы 1лР (с содержанием кислорода С < 6.5-10"5 вес.%) имели границу прозрачности около 12 эВ, Кристаллы ЫР-О с концентрацией кислорода 6.5-10"5 < С < 2-Ю"4 вес.% имели ряд полос в УФ области спектра и были прозрачны в ИК области. Кристаллы 1лР-0,0Н с содержанием примеси кислорода 4-Ю"4 < С < 210"3 вес.% имели тот же набор полос поглощения в УФ области, что и кристаллы ЫР-О, и дополнительно поглощение в ИК области, обусловленное гидроксильными ионами (табл. 1).

Таблица 1. Положение полос поглощения кислородсодержащих кристаллов и 1лР(и) в спектральном диапазоне 0.05 - 12.5 эВ при 300 К_.

Кристалл Е.эВ

ЬШ-О 10.51 9.05 7.3 6.2

10.51 9.05 7.3 6.2 0.44 - 0.47 0.35 - 0.38

иР [11 10.6 9.05 7.3 6.2 0.44 - 0.46 ... ...

1лР(Ц)-0 ... — — — — 4.96 4.07 3.02 0.44 - 0.47 0.35 - 0.38

о,он — — — — — 4.07 3.02 0.44 - 0.47 0.41 0.35 - 0.38

Ь<Р(и) [21 ... 8.73 7.65 5.23 5.17 4.01 3.08 2.52 2.41 2.35 — ... ...

Г31 9.76 7.52 6.2 5.08 4.07 3.06 — — — — — —

Ш(и) [41 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 0.44 - 0.46 0.41 0.35-0.37

- неизмеренная область спектра.

Кристаллы ЦР(и)-0 и 1лТ(и)-0,0Н (выращенные с преднамеренно веденным в шихту 1лОН в количестве 0.5 - 4 мол.%) имели в ИК области полосы поглощения, обусловленные гидроксильными ионами. Отличием кристаллов является присутствие в спектрах поглощения кристаллов ир(и)-0,0Н в ИК области дополнительной полосы на 0.41 эВ, обусловленной уран-гидроксильными комплексами (табл. 1).

Нами обнаружена линейная зависимость между величиной вводимой в

шихту при выращивании кристаллов 1лР(и) примеси 1ЛОН и поглощением в полосах на 4.07 и 0.41 эВ.

Предполагается, что полосы поглощения в спектрах исследованных нами кристаллов обусловлены наличием следующих центров: в диапазоне 6.2 -10.51 эВ и на 4.77 эВ - кислорода в виде О2', ОН" и содержащих кислород комплексов; в области 3.02 - 4.96 эВ - урановых центров; в области 0.44 -0.47 эВ - ионов ОН" и комплексов, содержащих ОН" ионы; на 0.41 эВ - уран-гидроксильных комплексов.

В четвертой главе изложены результаты исследования спектрально-кинетических характеристик ИКЛ кислородсодержащих кристаллов 1ЛР, ЫР(11) и ИФЛ кислородсодержащих кристаллов 1лР(и). Обсуждается природа полос люминесценции кристаллов. Описаны выявленные закономерности влияния примеси кислорода и урана на характеристики этого свечения. Приведены результаты исследований влияния способа возбуждения на процесс разгорания люминесценции урановых комплексов в кристаллах 1лР(Ц).

Спектр люминесценции урансодержащих кристаллов 1ЛР состоит из двух групп полос, одна из которых (в области 2.7-4 эВ) принадлежит переходам на кислородсодержащей примеси, другая (в области 2.1 - 2.7 эВ) - обусловлена переходами на излучательных комплексах, содержащих в своем составе уран.

Люминесценция в области 2.7-4 эВ. Кислородная полоса на 3 эВ с полушириной 0.7 эВ (рис. 1, табл. 1) в спектрах ИКЛ кристаллов 1ЛР с содержанием кислорода С < 6.5-10"5 вес.% (на порядок меньшим, чем в кристаллах 1лР-0 и ЫР-0,0Н) и кислородсодержащих кристаллов ЫР(и) не обнаружена. В кислородсодержащих кристаллах 1лР(и) присутствие примеси урана подавляет свечение в полосе на 3 эВ.

В кислородсодержащих кристаллах 1лР и 1лР(и) при 300 К импульсом СЭП возбуждается ИКЛ, спектры которой, измеренные через 50 не после начала действия импульса СЭП, одинаковы и состоят из полос на 3.1 и 3.7 эВ (рис. 1) со значением полуширины 0.4 эВ. Очевидно, что в обоих кристаллах описанные полосы принадлежат излучательным переходам на кислородных центрах, не содержащих уран.

4 3.5 3 2.5

Е, эВ

Рис. 1. Спектры ИКЛ, измеренные через 50 не (а) и 300 мкс (б) после начала действия импульса СЭП при 300 К, кислородсодержащих кристаллов 1лР (а, б) и 1лР(и) (а). Спектры нормированы.

Рис. 2. Кинетические кривые ИКЛ на 3.1 (а, в) и 3.7 эВ (б, г) в спектре кислородсодержащих кристаллов Ьй1 (а, б) и 1лР(Ц| (в, г) при 300 К. Кривые нормированы.

Таблица 2. Кинетические характеристики процесса разгорания (тр) и затухания (т,) полос ИКЛ на 3.7,3.1 и 3 эВ кислородсодержащих кристаллов и 1лР(Ц) при 300 К_

Е, эВ Временные характеристики, мкс

Ш* 1лР-0, ЫР-0,0Н ир(и)-о УР(и)-0,0Н

3.7 тп ¿З-Ю"' О-Ю"2 4-10' 4-10"'

Тз 4-10"2 (90 %; 8%), 2.5 (9.8 %; 51%), 100 4-10^ (90 %; 8 %), 2.5 (9.8%; 51%), 100 2.5 (90 %; 53 %), 20 2.5

3.1 ТР <3-10"' <3-10"' ¿З-Ю"2 <3-10^

Тз 4-Ю"2 (90%; 8%), 2.5 (9.8 %; 51%), 100 4-10"2 (90 %; ?), 2.5,? 4-Ю"7 (50%; 0.1 %), 2.5 (10 %; 1%), 50 4-10"' (50 %; 2%), 2.5

3 ТР полоса отсутствует 20 полоса отсутствует

Тз 350- 100**

Примечание: в скобках указаны вклады компонентов затухания свечения в амплитудное значение интенсивности и вклады их светосумм; * - содержание кислорода < 6.5-10 5 вес.%; ** - т3 падает при увеличении содержания кислорода в кристаллах от 2-10Ч до 2-Ю"3 вес.%.

Введение примеси ОН в кристаллы 1ЛР(и) не влияет на время разгорания в полосах на 3.1 и 3.7 эВ, однако, приводит к изменению времени затухания этих полос (подавляет длинновременной компонент затухания свечения) (табл. 2).

Люминесценция в области 2.1 - 2.1 эВ. Введение урана в кислородсодержащие кристаллы ЫР приводит к возникновению люминесценции УИК, которая возбуждается в кристаллах 1лР(и)-0 и 1ЛР(и)-0,0Н при 300 К как импульсом СЭП, так и импульсом лазерного излучения с энергией кванта 3.68 эВ. Следовательно, заселение одних и тех же

излучательных состояний осуществляется как без участия свободных носителей заряда, так и при создании электронно-дырочных пар в кристалле.

Спектральный состав

люминесценции и характер зависимости времени затухания свечения в области 2.1 - 2.7 эВ (с уменьшением энергии излучения в спектрах свечения кристаллов 1ЛР(и) время затухания уменьшается) не зависят от способа возбуждения кристаллов.

В кристаллах 1лР(и)-0,0Н

2.2 2.1

Рис 3 Спектры ИФЛ, измеренные через 50 не после начала действия импульса возбуждения (а -в), и дисперсия времени затухания свечения (г - е) кристаллов 1лР(и)-С),ОН с содержанием 1ЛОН по шихте: 4 (а, г), 2 мол.% (б, д) и кристалла Ш(и)-0 вид спектра ИФЛ, соотношение (в, е) при 300 К. Спектры нормированы.

интенсивности полос в нем, а также дисперсия времени затухания определяются концентрацией примеси 1лОН, вводимой в шихту при выращивании кристаллов (рис. 3).

Дисперсия времени затухания свечения УИК определяет характер

зависимости вида спектра свечения от временной задержки между началом

действия импульса возбуждения и моментом измерения спектра.

Способ возбуждения свечения

УИК определяет кинетику процесса

разгорания. При оптическом

возбуждении свечения в

кислородсодержащих кристаллах

ЫР(и) характеристическое время

разгорания в области 2.1 - 2.7 эВ

равно 40 не. При электронном Рис 4. Кинетическая кривая разгорания ИКЛ _ урана в полосе на 2.3В эВ в спектре возбуждении процесс разгорания

кислородсодержащих кристаллов иР(и) при носит двухстадийный характер

(рис. 4): дополнительно к наносекундному компоненту разгорания свечения, величина

характеристического времени которого совпадает со временем разгорания при оптическом возбуждении, появляется 2.5 мкс компонент разгорания. Разгорание ИКЛ в микросекундном временном интервале происходит одновременно с затуханием полос на 3.1 и 3.7 эВ в спектре свечения, принадлежащем кислородсодержащей примеси.

Спектральный состав наносекундного и микросекундного компонента разгорания ИКЛ УИК (измеренные как I; :гач~Г(/-) и I^m.ix соответственно (рис. 4)) совпадают.

В пятой главе описаны результаты исследования влияния предварительного облучения ионизирующей радиации на спектрально-кинетические характеристики кислородсодержащих кристаллов LiF и LiF(U). Описаны выявленные закономерности влияния дозы предварительного облучения на эффективность возбуждения свечения кислородсодержащих кристаллов LiF и LiF(U). Обсуждаются процессы накопления центров окраски в исследуемых кристаллах, механизмы возбуждения свечения урановых комплексов при оптическом и электронном возбуждении.

Люминесценция в области 2.7 - 4 эВ. В кислородсодержащих кристаллах LiF и LiF(U) с ростом дозы предварительного облучения наблюдается радиационное

тушение свечения в полосе на 3.7 эВ с одинаковой скоростью, при этом амплитудное значение

D, 10 , Гр

Рис. 5. Зависимости амплитудного значения интенсивности свечения в полосе интенсивности ИКЛ в полосах на 3.1 (а, б) и 3.7

эВ (в, г) от дозы предварительного облучения на 3.1 слабо зависит от

импульсами СЭП кислородсодержащих величины поглощенной дозы в кристаллов 1лК (а, в) и 1лЕ(и) (б, г) при значении

флюенса электронов за импульс 41012 см2 при кристаллах обоих типов (рис. 5).

300 К. Кривые нормированы. тт

* Нами установлено

существование линейной зависимости амплитудного значения интенсивности в

полосах на 3.1 и 3.7 эВ от флюенса электронов за импульс в диапазоне 10й -

10" см'2 в спектрах ИКЛ кислородсодержащих кристаллов 1Л; и LiF(U).

Люминесценция в области 2.1 - 2.7 эВ. Воздействие предварительного облучения на кристаллы 1ЛР(и)-0 в диапазоне 102 - 106 Гр не приводит к изменению спектра ИФЛ в области 2.1 - 2.7 эВ и соотношения между наибольшими по интенсивности полосами в спектре в указанной области, а также не влияет на время затухания свечения УИК.

Действие ионизирующей радиации на кристаллы 1лР(и)-0,0Н приводит к разрушению уран-гидроксильных комплексов (падению полосы поглощения на 0.41 эВ) и к изменению соотношения полос в спектре люминесценции УИК в пользу длинноволновых, а также к уменьшению времени затухания люминесценции во всем спектральном диапазоне 2.1 - 2.7 эВ (рис. 6). Радиационное преобразование спектров люминесценции УИК в кристаллах 1лр(и)-0,0Н заканчивается с появлением спектра ИФЛ, совпадающего со спектром кристаллов 1лР(и)-0 с присущей ему дисперсией времени затухания. Значение дозы предварительного облучения, необходимой для полного преобразования спектра УИК в кристаллах 1ЛР(и)-0,0Н, уменьшается при уменьшении количества присутствующей в кристалле примеси ОН.

Смещение центра тяжести спектра ИФЛ в длинноволновую область и падение времени затухания с ростом дозы облучения кристаллов 1лР(11)-0,0Н подобно изменениям спектров ИФЛ необлученных кристаллов этого типа с уменьшением содержания ОН, описанных выше.

Обнаруженное влияние на спектры свечения УИК в кристаллах 1лР(и)-0,0Н свидетельствует о присутствии примеси ионов ОН" в составе УИК и о возможности ее радиационного разрушения под действием радиации. По-

Рис. 6. Влияние дозы предварительного облучения на дисперсию времени затухания (а - в) и спектр ИФЛ (г - ж) кристалла иР(и)-0,0Н (4 мол.% ЬЮН по шихте) необлученного (а, г) и облученного электронами при 300 К. Значения поглощенной кристаллом дозы облучения: 2-104 (б, д), МО5 (е) и 3-Ю5 Гр (в, ж). Спектры, измеренные через 10 мкс после начала действия импульса возбуждения, нормированы.

видимому, существует несколько комплексов, отличающихся количеством ионов ОН" в своем составе.

Спектр свечения УИК в кристаллах ЫР(и)-0, не содержащих в своем составе гидроксильные оны, не претерпевает изменений в области доз < 106 Гр, что свидетельствует об отсутствии радиационного преобразования его структуры.

Эффект радиации обратим: отжиг при 600 К кристаллов ир(и)-0,0Н приводит к восстановлению уран-гидроксильных комплексов (восстановление полосы поглощения на 0.41 эВ), а также спектра свечения и его времени затухания, измеренных в кристаллах этого типа до воздействия радиации.

Исследовано влияние параметров облучения: интегральной поглощенной кристаллом дозы (Э) и флюенса электронов за импульс (Р) на эффективность возбуждения ИКЛ и ИФЛ в кристаллах 1ЛР(и)-0 в каждой из полос спектра УЖ.

Нами установлено, что амплитудное значение интенсивности наносекундного компонента ИКЛ (11тах (рис. 4)) с ростом дозы предварительного облучения кристаллов 1лР(и)-0 при постоянном флюенсе электронов за импульс увеличивается, достигает максимума при 0=1.7Х104 Гр, затем уменьшается при дальнейшем росте поглощенной дозы (рис. 7). Положение максимума не зависит от флюенса электронов за импульс и при облучении кристалла серией импульсов наблюдается при одном и том же значении поглощенной дозы. На рис. 7 стрелками отмечено значение дозы (В=Р,хЫ,=Р2хН2=РзхМз), при которой наблюдается максимальное значение интенсивности (N1, N2, N3 - количество импульсов электронов, соответствующих значениям флюенса). Таким образом, следует полагать, что рос интенсивности наносекундного компонента ИКЛ обусловлен накоплением УИК с ростом дозы облучения, при этом уменьшение интенсивности уранового свечения в области более высоких поглощенных доз обусловлено, по-видимому, радиационным преобразованием УИК в неизлучательный урановый комплекс. Однако, этот процесс не сопровождается восстановлением урана в шестивалентном состоянии, так как нами установлено, что интенсивность ИФЛ, характеризующая концентрацию шестивалентного урана в облученном

кристалле, монотонно уменьшается по мере возрастания дозы радиации (рис. 8). Необходимо отметить, что тип созданного в процессе и накопленного в кристалле УИК определяется поглощенной дозой, а интенсивность уранового ИКЛ при 0=сопз1 определяется величиной флюенса электронов импульса возбуждения. На рис. 8 стрелкой показано изменение интенсивности урановой ИКЛ при увеличении флюенса электронов возбуждения в 10 раз при одном и том же значении дозы, равном 1><105 Гр.

о

¡/.л Р2

*• Рз Г »Л»- г - - -,

0 50 100

количество импульсов

14

0 50 100

N, количество импульсов

Рис. 7. Зависимость амплитудного значения наносекундного (а) и микросекундного (б) компонентов интенсивности ИКЛ в полосе на 2.38 эВ от количества импульсов облучения кристаллов 1лР(Ц)-0 электронами при 300 К при значениях флюенса: Р[ = 4><1012, Рг = 2хЮ12 иРз = 4хЮ" см'2.

В отличие от представленных дозных зависимостей наносекундного компонента уранового свечения, амплитудное значение

микросекундного компонента

интенсивности ИКЛ (12тах (Рис- 4)) максимально при действии первого импульса СЭП на кристалл, затем медленно уменьшается с ростом дозы

0,105, Гр

Рис. 8. Зависимости амплитудного значения (рис 7) Величина амплитудного интенсивности ИФЛ (а) и наносекундного

компонента интенсивности ИКЛ (б, в), в значения микросекундного

полосе на 2.38 эВ от дозы предварительного облучения импульсами СЭП кристаллов 1лР(и)-0 при значениях флюенса: 4х1012 (а, б) линейно и 4x10й см"2 (в).

электронов в импульсе в интервале

компонента интенсивности ИКЛ зависит от флюенса

1011 - 1013 см"2. Скорости радиационного тушения интенсивности микросекундного компонента уранового свечения и интенсивности полосы на 3.1 эВ, обусловленной кислородсодержащими центрами, одинаковы. Значения характеристического времени разгорания свечения УИК и затухания свечения На 3.1 эВ совпадают.

Различные зависимости интенсивности свечения при разных способах возбуждения и на разных стадиях при возбуждении кристаллов ЫР(и)-0 импульсами СЭП от их дозы предварительного облучения, а также отсутствие 2.5 мкс компонента разгорания ИФЛ этих кристаллов в области 2.1 - 2.7 эВ говорят о различных процессах, приводящих к возбуждению этого свечения.

Инициированная лазерным излучением ИФЛ УИК является результатом прямого процесса:

УИК(и6+) + Ьу„ -> УИК(и6+)*УИК(и6+) + ЬУ , (1)

где Ьуо - энергия кванта возбуждения, УИК(и6+) - УИК, содержащий шестивалентный ион урана.

Интенсивность ИФЛ пропорциональна концентрации присутствующих в кристалле УИК, содержащих шестивалентный уран.

Мы предполагаем, что механизм возбуждения наносекундного компонента ИКЛ УИК возникает в результате двух последовательных этапов:

УИК(иб+) + е —УИК(и5+), (2)

УИК(и5+) + р е° + УИК(и6+) -> УИК(и6+ )* -> УИК(и6+) + , (3)

где УИК(и5+) - УИК, содержащий пятивалентный ион урана, р - зонная дырка, е° -околодефектный экситон.

Выход реакций (2) определяется исходной концентрацией иб+ в кристалле и числом накопленных в процессе облучения УИК(и5+), т.е. дозой предварительного облучения. Выход реакции (3) при данном значении поглощенной дозы определяется флюенсом электронов в импульсе возбуждения.

Рост числа УИК(и5+) приводит к уменьшению числа УИК(и6+), о чем свидетельствует рост интенсивности ИКЛ и падение интенсивности ИФЛ в том же интервале поглощенных доз (Э < 1.7х104 Гр) (рис. 8).

Высокая скорость накопления УИК(и5+) под действием радиации по (2), видимо, обусловлена положительным зарядом УИК(и6+), на котором происходит захват электрона (например, центры типа 1Ю22" или (и022")022").

В пользу описанного выше механизма возбуждения наносекундного компонента ИКЛ урана говорит обнаруженный в [5] в облученных кристаллах ЫР(и) сигнал ЭПРа, обусловленный ионами и5+, интенсивность которого с ростом дозы облучения имеет максимум в области 104 - 105 Гр.

Механизм возбуждения ИКЛ свечения в области 2.1 - 2.7 эВ в кристаллах 1лР(и)-0 в микросекундном временном интервале не ясен. Уменьшение интенсивности микросекундного компонента свечения УИК и свечения на 3.1 эВ с одинаковой скоростью в одном интервале поглощенных доз и совпадение значений характеристического времени тушения свечения на 3.1 эВ и времени разгорания свечения УИК свидетельствуют об участии кислорода в заполнении излучательного состояния и6+. Предполагается, что механизм возбуждения микросекундного компонента свечения в области 2.1 - 2.7 эВ в кристаллах 1лР(и)-0 включает образование и5+ в результате переноса заряда с возбужденного атома кислорода по реакции (4):

УИК(и6+) + (02")*—М-УИК(и5+) + 0", (4)

где х — время жизни кислородного центра в возбужденном состоянии, равное 2.5 мкс.

Затем, в соответствии с реакцией (3), происходит создание возбужденного уранового комплекса.

Эффективность этого процесса с ростом интегральной дозы падает в связи с уменьшением исходной концентрации и6+.

Полосы свечения на 1.88 и 2.33 эВ. В облученных кислородсодержащих кристаллах ЫР и 1лР(и) как импульсом СЭП, так и импульсом азотного лазера при 300 К дополнительно возбуждается свечение Р2 и Р3+ ЦО (полосы на 1.88 и 2.33 эВ с полуширинами около 0.34 и 0.3 эВ, соответственно). Спектральное положение полосы свечения Р3+ центров в спектрах люминесценции кристаллов ЫР(Ц) совпадает с положением основной полосы спектра УИК (2.38 эВ), что приводит к изменению вида кинетики в результате наложения на кинетическую кривую свечения, обусловленную урановыми комплексами, короткоживущего компонента (отмеченного на рис. 9 пунктиром). Несовпадение временных

характеристик кинетических кривых разгорания ИКЛ этих центров позволило нам разделить свечение УИК и Р3+ ЦО.

Характер дозной зависимости интенсивности ИКЛ как в полосе на 1.88 эВ, так и в полосе на 2.33 эВ в кислородсодержащих кристаллах и ир(и) различен. По сравнению с дозной зависимостью амплитудного значения интенсивности ИКЛ в полосах на 1.88 и

50 100

НС

150

Рис. 9. Кинетические кривые ИКЛ в 2.33 эВ в кристаллах 1лТ-0 (рис. 10),

полосе на 2.38 эВ (а - г) при 300 К в зависимость амплитудного значения спектре кислородсодержащего кристалла

1лР(и): необлученного (а) и при различных интенсивности ИКЛ в этих же полосах в

значениях дозы предварительного .

облучения: 2-104 (б), 5-105 (в) и 9-Ю5 Гр (г), спектре кристалла 1лЕ(Ц)-0 имеет вид

кривой с насыщением. Следовательно, введение урана в кислородсодержащие

кристаллы фторида лития приводит к изменению характера дозной зависимости

возникающих при облучении кристаллов полос свечения ЦО Р2 и Рз+.

Дозная зависимость

интенсивности ИКЛ ¥2 ЦО окраски в

виде кривой с насыщением

свидетельствует о высоком уровне

дорадиационной дефектности

кристаллов 1лР(и)-0 и о высокой

эффективности радиационного

создания заряженных электронных

Ю, 10Гр

ЦО в них.

Рис. 10. Зависимость амплитудного значения

интенсивности центров окраски в полосах на Установлено, что ЦО в

1.88 (а, б) и 2.33 эВ (в, г) от дозы т -г^ттч _

4 ' , у ' " _ кристаллах 1лР(Ц) не входят в состав

предварительного облучения импульсами СЭП г 4 '

кристаллов Ь1р(и)-0 (а, в) и Ш-О (б, г). УИК, а образование ЦО не

конкурирует с процессом захвата электронов на УИК.

В заключении обобщены и кратко сформулированы основные результаты исследований, полученные автором.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Впервые детально в широком временном (10~8 -10"1 с) и спектральном (200

- 1000 нм) диапазонах, а также в диапазоне поглощенной кристаллами дозы (102

- 106 Гр) проведен сравнительный анализ спектрально-кинетических характеристик люминесценции кислородсодержащих кристаллов LiF и LiF(U), возбуждаемых двумя способами: импульсом СЭП со средней энергией электронов 300 кэВ и импульсом азотного лазера с энергией возбуждения 3.68 эВ. Определено влияние таких параметров облучения как флюенса электронов в импульсе и величины интегральной поглощенной дозы на спектрально-кинетические параметры люминесценции исследуемых кристаллов. Выделены индивидуальные особенности и общие характеристики кристаллов LiF и LiF(U) с различным соотношением кислородной примеси в виде О2" и OIT, которая варьировалась двумя способами: облучением кристаллов, содержащих гидроксильные ионы и преднамеренным введением гидроксильных ионов в шихту в процессе выращивания кристаллов. Предложены механизмы возбуждения люминесценции урановых комплексов. Основные результаты исследований заключаются в следующем.

1. Установлено, что спектр кристаллов LiF(U)-0 состоит из хорошо разрешенных полос на 2.28, 2.38 и 2.46 эВ. В диапазоне исследованных доз предварительного облучения < 10б Гр соотношение полос в спектре, характер зависимости времени затухания от длины волны, а также значение характеристического времени затухания не зависят от дозы облучения, что свидетельствует о радиационной стойкости урановых комплексов, содержащих в своем составе линейную уранильную группу U022", обуславливающих свечение данного типа.

2. Показано, что отличительной особенностью необлученных кристаллов LiF(U)-0,0H по сравнению со спектрами кристаллов LiF(U)-0 является присутствие дополнительной полосы на 0.41 эВ, величина поглощения в максимуме которой пропорциональна концентрации вводимой при выращивании кристаллов примеси LiOH в шихту. Установлено, что спектр ИКЛ и ИФЛ исследуемых кристаллов LiF(U)-0,0H одинаковый и состоит в области 2.1 - 2.7 эВ из ряда узких полос (рис. 3), число которых, соотношение

между ними, а также время затухания определяются присутствием в кристалле преднамеренно вводимых гидроксильных ионов (концентрация которых пропорциональна поглощению в полосе уран-гидроксильных комплексов).

3. Воздействие радиации на кристаллы 1лР(и)-0,0Н сопровождается падением в полосе, как обусловленной свободными гидроксильными ионами (0.46 эВ), так и в полосе, обусловленной уран-гидроксильными комплексами (0.41 эВ). Одновременно имеет место изменение спектрально-кинетических характеристик люминесценции урана, свидетельствующее о радиационном преобразовании УИК.

Обнаружено, что при определенной величине поглощенной дозы, зависящей от исходной концентрации гидроксильных ионов в выращенном кристалле, импульс возбуждения инициирует спектр свечения, присущий УИК в кристалле 1лР(и)-0, что свидетельствует о полном разрушении (преобразовании) ионов ОН" в составе УИК.

4. Показано, что энергия возбуждения определяет кинетические параметры урановой люминесценции.

Фронт нарастания свечения в диапазоне 2.1 - 2.7 эВ при оптическом возбуждении описывается функцией:

т = 1-ехрН/г))

>

где 1тах - амплитудное значение интенсивности, I — время с момента запуска импульса возбуждения, т — характеристическое время процесса, равное 40 не.

Процесс разгорания ИКЛ в спектре урановой люминесценции

описывается совокупностью двух экспонент:

'/» = ! /,шах(1-ехрН/г,))

>

где Т|=40 не и совпадает с величиной времени разгорания ИФЛ, а тг=2.5 мке,

5. Показано, что предварительное облучение кристаллов ЫР(11)-0 по

разному влияет на эффективность возбуждения наносекундного и микросекундного компонентов интенсивности ИКЛ, а также ИФЛ в области 2.1 - 2.7 эВ при 300 К, что предполагает существование различных механизмов возбуждения свечения УИК. ИФЛ УИК, инициированная лазерным излучением, является результатом прямого процесса передачи энергии возбуждения урановым комплексам, содержащим иб+, с последующим ее излучением.

Наносекундный компонент ИКЛ УИК возникает при наличие в кристалле свободного заряда в результате следующих процессов: создание и накопление в процессе облучения кристалла содержащих U5+ урановых комплексов и захват на этих центрах дырки; переход электрона с U5+ на дырку с созданием околодефектного экситона и с восстановлением зарядового состояния урана; передачу энергии от экситона шестивалентному урану с последующим ее излучением.

Предполагается, что механизм возбуждения микросекундного компонента ИКЛ урана состоит из той же последовательности этапов, описанной для наносекундного компонента ИКЛ. Отличие заключается в способе создания ионов U5+: по-видимому, имеет место инициированный действием радиации перенос заряда с иона О2" на ион U6+, входящий в состав УИК.

6. Установлено, что ЦО F2 и F3+ не являются компонентами УИК. Образование ЦО в кислородсодержащих кристаллах LiF(U) не является конкурирующим захвату электронов на уране процессу.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Архангельская В.А., Гусева Е.В., Зингер Г.М. и др. Термостойкость F2" центров в радиационно-окрашенных кристаллах LiF с кислородсодержащими примесями // Опт. и спектр. -1986. - Т. 61. - № 3. - С. 542 - 549.

2. Алешкевич Н.И., Титков Е.Ф., Комяк А.И., Шолох В.Г. Спектры поглощения монокристалла LiF, активированного шестивалентным ураном //ЖПС. - 1980. - Т. 33. — В. 6. -С. 1060- 1064.

3. Bagai. R.K., Warrier A.V.R. Optical absorption spectrum of U022+ doped LiF // J. Phys. C: Solid State Phys. - 1977 - V. 10. - P. L437 - L439.

4. Lupey A., Lupei V., Ursu I. Impurities effects on the U6+ in LiF // J. Phys. C: Solid State Phys. - 1985. -V. 18.-P. 6099-6107.

5. Parrot R., Naud C„ Delbecq C., Yuster P. Optical and ESR studies of U5+ luminescent molecular centers in x- and ^-irradiated LiF-U3Og crystals // Phys. Rev. B. - 1977. - V. 15. - N. 1. -P. 137- 145.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Путинцева С.Н. Катодолюминесценция урансодержащих кристаллов фторида лития // Материалы 12 Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых. - Новосибирск: изд-во НГУ, 2006. - С. 159.

2. Олешко В.И., Лисицына Л.А., Путинцева С.Н. Люминесценция кислородсодержащих кристаллов LiF // Труды V Международной практической

с 23

конференции «Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах». - Томск: изд-во ТПУ, 2006. — С. 412 - 415.

3. Lisitsyna L.A., Oleshko V.l., Lisitsyn V.M., Putintseva S.N., Denisov G.S. The activator luminescence of LiF crystals // Известия вузов. Физика. - 2006. -T. 49.10, приложение. - С. 17-20.

4. Лисицына Л.А., Олешко В.И., Лисицын В.М., Путинцева С.Н. Свечение урана в кристаллах LiF // Материалы X Международной школы-семинара «Люминесценция и лазерная физика». - Иркутск: изд-во ИГУ, 2006. -С. 188- 197.

5. Лисицына Л.А., Олешко В.И., Лисицын В.М., Путинцева С.Н. Кинетические параметры уранового свечения в кристаллах LiF // Известия Томского политехнического университета. - 2007. - Т. 311. - № 2. - С. 69 - 74.

6. Денисов Г.С., Олешко В.И., Лисицына Л.А., Путинцева С.Н. Кинетические параметры свечения кислорода в кристаллах LiF-O и LiF(U)-0 // Доклады десятой Международной конференции «Физико-химические процессы в неорганических материалах». - Кемерово: Кузбассиздат, 2007. — Т. 1. — С. 40 - 42.

7. Лисицына Л.А., Путинцева С.Н., Лисицын В.М., Олешко В.И. Спектрально-кинетические характеристики люминесценции кристаллов LiF(U)-0 // Неорганические материалы. - 2008. - Т. 44. - № 6. - С. 754 - 759.

8. Лисицына Л.А., Путинцева С.Н., Олешко В.И., Лисицын В.М. Спектрально-кинетические параметры фотолюминесценции урановых комплексов в кристаллах LiF // Известия Томского политехнического университета. - 2008. - Т. 312. - № 2. - С. 66 - 70.

9. Лисицына Л.А., Олешко В.И., Путинцева С.Н., Лисицын В.М. Импульсная катодолюминесценция облученных кристаллов LíF-O и LiF(U)-0 // Оптика и спектроскопия. - 2008. - Т. 105. - № 4. - С. 598 - 604.

10. Dauletbekova A., Lisitsyna L., Lisitsyn V., Putintseva S., Korepanov V., Akilbecov A., Zdorovets M. Pulse cathodoluminescence of LiF and LiYF4 crystals // Abstract of the 8-th International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter. - Kyoto, Japan, 2008. - P. 174.

Подписано к печати 24.10.2008. Тираж 110 экз. Кол-во стр. 23. Заказ № 109. Бумага офсетная. Формат А-5. Печать RISO. Отпечатано в типографии ООО «РауШмбх» Лицензия Серия ПД № 12-0092 от 03.05.2001г. 634034, г. Томск, ул. Усова 7, ком. 046 тел. (3822) 56-44-54

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ КРИСТАЛЛОВ ФТОРИДА ЛИТИЯ, 16 АКТИВИРОВАННЫХ УРАНОМ

1.1 Спектры люминесценции кристаллов фторида лития, активированных ураном

1.2 Кинетические характеристики свечения кристаллов фторида лития, 21 активированных ураном

1.3 Структура уранового излучательного комплекса и механизм 24 люминесценции

1.4 Природа дискретной структуры уранового свечения в кристаллах 29 фторида лития

ГЛАВА 2 ТЕХНИКА ИМПУЛЬСНОЙ КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ И 33 ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ

2.1 Введение

2.2 Импульсный оптический спектрометр

2.3 Источники возбуждения

2.4 Дозиметрия потока излучения импульсного ускорителя

2.5 Градуировка спектрометра

2.5.1 Градуировка спектральной чувствительности оптического 39 спектрометра

2.5.2 Градуировка измерения временных интервалов

2.6 Обработка результатов исследований

2.6.1 Обработка кинетических кривых

2.6.2 Построение спектров люминесценции

2.7 Погрешность измерения

ГЛАВА 3 ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Характеристика кристаллов фторида лития, активированных ураном

3.2 Спектры оптического поглощения исследуемых образцов

3.3 О природе полос поглощения в кристаллах LiF

ГЛАВА 4 СПЕКТРАЛЬНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 63 ИМПУЛЬСНЫХ ФОТО- И КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ КРИСТАЛЛОВ ФТОРИДА ЛИТИЯ, АКТИРОВАННЫХ И НЕ АКТИВИРОВАННЫХ УРАНОМ

4.1 Спектры импульсной фотолюминесценции кристаллов фторида лития, 63 активированных и не активированных ураном

4.2 Кинетические кривые разгорания и затухания импульсной 66 фотолюминесценции кристаллов фторида лития, активированных ураном

4.3 Спектры импульсной катодолюминесценции кристаллов фторида 69 лития, активированных и не активированных ураном

4.3.1 Спектры импульсной катодолюминесценции кристаллов фторида 70 лития, не активированных ураном

4.3.2 Спектры импульсной катодолюминесценции кристаллов LiF, 71 активированных ураном

4.4 Кинетические кривые разгорания и затухания импульсной 74 катодолюминесценции кристаллов фторида лития, активированных и не активированных ураном

4.4.1 Кинетические кривые разгорания и затухания импульсной 74 катодолюминесценции кристаллов фторида лития, не активированных ураном

4.4.2 Кинетические кривые разгорания и затухания импульсной 79 катодолюминесценции кристаллов фторида лития, активированных ураном

4.5 Анализ и обсуждение

ГЛАВА 5 ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА 98 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ И ПОГЛОЩЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ ФТОРИДА ЛИТРЫ, АКТИРОВАННЫХ И НЕ АКТИВИРОВАННЫХ УРАНОМ

5.1 Влияние облучения на спектральные характеристики свечения 98 кристаллов фторида лития, активированных и не активированных ураном

5.1.1 Влияние облучения на спектральные характеристики свечения 99 кристаллов фторида лития, не активированных ураном

5.1.2 Влияние облучения на спектральные характеристики свечения 101 кристаллов фторида лития, активированных ураном

5.2 Влияние облучения на кинетические характеристики свечения 104 кристаллов фторида лития, активированных и не активированных ураном

5.2.1 Влияние облучения на кинетические характеристики свечения 104 кристаллов фторида лития, не активированных ураном

5.2.2 Влияние облучения на кинетические характеристики свечения 110 кристаллов фторида лития, активированных ураном

5.3 Влияние дозы предварительного облучения на эффективность 122 возбуждения свечения кристаллов фторида лития, активированных и не активированных ураном

5.3.1 Влияние облучения на эффективность возбуждения импульсной 123 катодолюминесценции не активированных ураном кристаллов фторида лития

5.3.2 Влияние облучения на эффективность возбуждения свечения 127 кристаллов фторида лития, активированных ураном

5.3.2.1 Влияние облучения на эффективность возбуждения импульсной 127 катодолюминесценции кристаллов фторида лития, активированных ураном

5.3.2.2 Влияние облучения на эффективность возбуждения импульсной 133 фотолюминесценции кристаллов фторида лития, активированных ураном

5.4. Спектры поглощения облученных кристаллов фторида лития, 134 активированных и не активированных ураном

5.4.1 Спектры поглощения облученных кристаллов фторида лития не 135 активированных ураном

5.4.2 Спектры поглощения облученных кристаллов фторида лития, 137 активированных ураном

5.5. Анализ и обсуждение 139 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 153 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

ГИН — генератор импульсных напряжений ИКЛ - импульсная катодолюминесценция ИФЛ - импульсная фотолюминесценция СЭП - сильноточный электронный пучок ЩГК — щелочно-галоидный кристалл

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

В последние десятилетия ведутся работы по созданию новых эффективных оптических материалов многоцелевого назначения на базе кристаллов LiF. Перспективной представляется разработка на базе этих кристаллов активных сред на центрах окраски, сред для записи и хранения информации [1-4]. На базе активированных кристаллов LiF созданы рабочие вещества для термолюминесцентных, сцинтилляционных, абсорбционных, электро-парамагнитных и термоэкзоэмиссионных детекторов корпускулярного и электромагнитного излучений. Активированные кристаллы LiF, благодаря тканеэквивалентности, широко используются в радиобиологии и медицине в качестве дозиметров ионизирующих излучений [4, 5]. Детекторы на основе фтористого лития, активированного такими примесями, как магний и титан, уже занимают лидирующее положение среди большого числа других термолюминофоров [1]. Следует подчеркнуть, что кристаллы LiF являются базовыми, модельными матрицами при изучении широкого ряда проблем фундаментальной физики твердого тела [1, 6, 7].

Одной из наиболее эффективных систем являются кристаллы фтористого лития, активированные ураном. Однако эта система изучена недостаточно, исследования имеют разрозненный характер: нет единого мнения о структуре собственных и примесных центров свечения, механизмах возбуждения люминесценции в этих кристаллах. Мало изученным является процесс накопления центров окраски, наводимых радиацией в кристаллах LiF(U). Отсутствует информация по кинетическим характеристикам свечения кристаллов. Все вышеперечисленное обусловлено тем, что свойства полученных кристаллов LiF(U) очень сильно зависят от условий, при которых выращивались образцы. Свойства свечения кристаллов LiF(U) определяются сильным влиянием неконтролируемой примеси кислорода, входящей в кристаллы при их выращивании. Поэтому, несмотря на большое количество публикаций по результатам исследований люминесценции урансодержащих кристаллов LiF, эта система остается слабо изученной.

Появление методов импульсной люминесцентной спектрометрии с наносекундным временным разрешением позволило достигнуть прогресса в понимании природы люминесценции [8, 9]. Метод импульсной като до люминесцентной спектрометрии [10-12] считается наиболее перспективным в исследовании люминесцентных свойств кристаллов. Высокая информативность метода импульсной катодолюминесцентной спектрометрии с временным разрешением позволяет получать для исследуемых кристаллов качественно новые сведения о стимулированных радиацией процессах, которые невозможно получить стационарными методами. Однако, исследования люминесцентных свойств кристаллов LiF(U) с использованием методов импульсной спектрометрии носят единичный характер [13, 14] и требуют проведения дополнительных экспериментов.

СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

К настоящему времени накоплен материал по исследованию люминесцентных свойств активированных ураном кристаллов фторида лития, в основном, с использованием стационарных методов (фото-, рентгеновским возбуждением). Для кристаллов LiF(U) подробно изучены спектральные характеристики свечения [5, 13-23]. Показано, что спектр свечения урана в кристаллах LiF(U) сложен и состоит из ряда перекрывающихся полос в области 2 - 2.7 эВ. В значительно меньшей степени изучены кинетические параметры уранового свечения (особенно в наносекундном временном интервале) в кристаллах LiF(U) [13, 14, 18].

Природа урановых центров свечения, несмотря на множество работ, посвященных исследованию урансодержащих кристаллов, до сих пор не ясна. Предполагается, что для создания урановых центров свечения в кристаллах LiF(U) необходимо присутствие кислорода [5, 16, 24-27]. Предложены типы урановых излучательных центров, основанные, в основном, на модели уранатного или уранилового комплексов, отличающихся числом и расположением атомов кислорода в ближайшей координационной сфере урана. Наиболее вероятным урановым центром свечения считается комплекс (UO5F)0 [15, 16, 18, 19, 22-24], высокая эффективность создания которого обусловлена его зарядовой нейтральностью, а дискретная структура спектра свечения обусловлена излучательными переходами различной спиновой мультипольности на общую систему колебательных уровней основного состояния уранового комплекса. Альтернативная точка зрения заключается в предположении о присутствии в спектрах свечения излучательных переходов на урановых комплексах, отличающихся числом и расположением атомов кислорода в ближайшей координационной сфере урана и типом дефектов, входящих в решетку в процессе выращивания для локальной компенсации зарядов комплексов [5, 14, 17, 19, 21, 26, 28-33]. Исследования механизма возбуждения уранового свечения в кристаллах LiF(U) единичны [5, 30, 34], роль кислорода в процессе возбуждения урана до сих пор не выяснена.

Представляется, что исследования спектрально-кинетических характеристик свечения кристаллов LiF(U) и LiF, содержащих различное количество соактиваторов О " и ОН", с использованием методов импульсной люминесцентной спектрометрии с наносекундным временным разрешением в широких спектральном, временном интервалах и поглощенной кристаллами дозе позволят получить важную информацию о влиянии дорадиационных и радиационных дефектов в кристаллах на характеристики свечения урановых излучательных комплексов, о природе урановых комплексов и механизмах возбуждения люминесценции урана.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ Объектом исследования являются выращенные в Государственном оптическом институте им. Вавилова методом Стокбаргера кристаллы LiF (с

5 3 содержанием примеси кислорода от 6.5-10" до 2-10" вес.% по данным протон-активационного анализа) и выращенные в Институте физики национальной академии наук Кыргызстана методом Киропулоса на воздухе в платиновом тигле кристаллы LiF(U) двух партий с одинаковым содержанием азотнокислого уранила (иОгС^Юз^) по шихте, равным 0.01 мол.%. В одной из партий дополнительно в шихту при выращивании кристаллов вводился гидрат окиси лития (LiOH) в количестве от 0.5 до 4 мол.%.

Способ выращивания предопределял преимущественное состояние примеси кислорода, входящей в решетку в процессе выращивания исследуемых кристаллов.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Целью настоящей работы является исследование люминесценции кислородсодержащих кристаллов фторида лития, активированных и не активированных ураном, при возбуждении импульсами СЭП и лазерного излучения.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи исследования:

• отработать методику исследования люминесцентных свойств кислородсодержащих кристаллов LiF и LiF(U), определить оптимальные режимы облучения образцов и регистрации люминесценции при различных методах ее возбуждения;

• изучить спектрально-кинетические характеристики импульсных фото- и катодолюминесценции кислородсодержащих кристаллов LiF и LiF(U);

• исследовать влияние предварительного облучения на спектрально-кинетические характеристики фото- и катодолюминесценции кислородсодержащих кристаллов LiF и LiF(U);

• рассмотреть процессы возбуждения люминесценции урана в кислородсодержащих кристаллах LiF(U).

Указанные задачи решались в рамках выполнения проектов: гранта РФФИ «Нестационарные, созданные радиацией дефекты в диэлектрических материалах» (2001 - 2002 г., проект MAC 01-02-18035); научных программ «Университеты России»: «Импульсный люминесцентный и спектральный анализ состава минералов и искусственных кристаллов» (1998 - 2000 г., № 01980005342), «Исследование свойств материалов при взаимодействии с электронными пучками» (2002 - 2003 г., № УР. 06.01.023); г/бюджетной темы «Исследование процессов взаимодействия первичных радиационных дефектов с исходной дефектностью в искусственных и природных кристаллах» (2006 -2010 г., НИР № 1.79.06); индивидуального гранта ТПУ для молодых ученых на проведение научных исследований «Импульсная катодолюминесценция урансодержащих кристаллов фторида лития» (2008 г.).

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в следующем:

1. Впервые установлено, что в кислородсодержащих кристаллах LiF, активированных и не активированных ураном, при возбуждении электронами возникает люминесценция в области 2.7 - 4 эВ одинакового спектрального состава с максимумами на 3.1 и 3.7 эВ, обусловленная наличием в кристаллах примеси кислорода, кинетические параметры которой меняются при введении в кристаллы примеси урана.

Впервые изучены кинетические характеристики процессов разгорания и затухания свечения кислородсодержащей примеси в полосе на 3 эВ. Обнаружено влияние соактиваторов урана и гидроксильных ионов на интенсивность и величину характеристического времени затухания свечения.

Обнаружено, что характеристическое время разгорания люминесценции, урановых излучательных комплексов не является его структурно-чувствительной характеристикой, в то время как характеристическое время затухания люминесценции урана зависит от количества присутствующих в кристалле уран-гидроксильных комплексов и величины поглощенной кристаллом LiF(U) дозы.

2. Установлено влияние предварительного облучения на спектрально-кинетические характеристики импульсной катодолюминесценции урана в кристаллах LiF(U) с заведомо введенной примесью LiOH в шихту. В кристаллах LiF(U), в которых отсутствуют уран-гидроксильные комплексы (не наблюдается полоса поглощения на 0.41 эВ), урановые излучательные комплексы радиационно-стойки (спектрально-кинетические характеристики свечения таких комплексов не зависят от дозы в области 102 - 106 Гр).

Процесс радиационного преобразования спектрально-кинетических характеристик урановых комплексов, содержащих гидроксильные ионы, обратим. Отжиг кристаллов при 600 К восстанавливает первоначальные характеристики свечения.

3. Впервые обнаружено влияние способа возбуждения кристаллов LiF(U) на кинетику процесса разгорания свечения урановых излучательных комплексов при 300 К. При оптическом возбуждении люминесценции урана характеристическое время разгорания равно 40 не и одинаково во всем 4 v спектральном диапазоне 2.1 - 2.7 эВ. При электронном возбуждении дополнительно к наносекундному компоненту разгорания свечения, величина характеристического времени которого совпадает с величиной времени разгорания при оптическом возбуждении, возникает компонент в микросекундном временном интервале с величиной характеристического времени, равной 2.5 мкс.

Предварительное облучение кристаллов LiF(U) приводит к падению интенсивности фотолюминесценции урановых комплексов, а также к изменению соотношения интенсивности наносекундного и микросекундного компонентов разгорания катодолюминесценции урановых комплексов. В области доз < 104 Гр в исследуемых кристаллах наблюдается рост интенсивности наносекундного компонента разгорания свечения и падение микросекундного компонента.

4. Показано, что образование центров окраски не является конкурирующим захвату электронов на уране процессу, а сами центры окраски не являются компонентами урановых излучательных комплексов даже в v области доз более 10б Гр.

Определено, что эффективность создания и накопления центров окраски F2 и F3+ (в области доз < 105 Гр) в кристаллах LiF(U) выше, чем в кристаллах LiF.

5. Предложен экситонный механизм возбуждения катодолюминесценции 1 урановых комплексов в кристаллах LiF(U).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Экспериментальные результаты, полученные в работе, могут быть полезны для развития представлений о физических процессах, развивающихся в активированных ионных кристаллах. Полученные экспериментальные результаты могут быть использованы для разработки методов управления радиационной стойкостью кристаллов и создания новых методов контроля дефектной структуры исследуемых объектов. Результаты составляют информационную базу для импульсных фото- и катодолюминесцентных анализов кристаллов LiF(U).

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Спектрально-кинетические характеристики кислородных центров излучательные переходы на 3, 3.1 и 3.7 эВ, инициированные импульсами

• • 8 1 электронов) в кристаллах LiF и LiF(U) во временном интервале 10"° - 10" с и интервале доз предварительного облучения 0 - 106 Гр.

2. Люминесценция урановых комплексов в области 2.1 - 2.7 эВ в кристаллах LiF(U) имеет спектр, количество и интенсивность полос которого, а также время затухания определяются соотношением соактиваторов О " и ОН" в кристалле. Способ возбуждения кристалла не влияет на тип спектра, но определяет кинетику процесса разгорания свечения урановых комплексов, которая при оптическом возбуждении (3.68 эВ) носит моноэкспоненциальный характер (xi=40 не), а при электронном возбуждении — описывается в каждой из полос спектра совокупностью двух экспонент (xi=40 не, Т2=2.5 мке) при 300 К.

3. Предварительное облучение урансодержащих кристаллов 106 Гр) приводит к изменению соотношения интенсивности наносекундного и микросекундного компонентов разгорания катодолюминесценции урановых комплексов, росту ее интенсивности (в области доз < 104 Гр в исследуемых кристаллах), падению интенсивности фотолюминесценции урановых комплексов и радиационному тушению кислородных центров (3.1 и 3.7 эВ) во всем исследованном интервале доз.

Действие ионизирующей радиации сопровождается изменением соотношения между урановыми излучательными комплексами, содержащими О " и / или ОН" ионы, в результате радиационного разрушения гидроксильных ионов, что приводит к изменению как соотношения полос в спектре люминесценции урановых комплексов, так и времени ее затухания. Поглощенные кристаллом дозы радиации, при которых спектр люминесценции в области 2.1 - 2.7 эВ обусловлен только излучательным комплексом радиационно-устойчивого типа, не содержащим ионы гидроксила, определяются исходной концентрацией уран-гидроксильных комплексов.

4. Присутствие урана в кристаллах LiF увеличивает эффективность создания и накопления центров окраски F2 и F3+ в области доз < 105 Гр по сравнению с кристаллами, не содержащими уран. Присутствие центров окраски в кристалле не влияет на спектрально-кинетические характеристики като до люминесценции урановых излучательных комплексов.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД

Результаты исследований, представленные в диссертации, получены автором лично, а таюке совместно с сотрудниками кафедры лазерной и световой техники электрофизического факультета Томского политехнического университета и сотрудником кафедры физики Томского государственного архитектурно-строительного университета Лисицыной Л.А., отражены в совместных публикациях. Комплекс экспериментальных исследований по изучению спектрально-кинетических характеристик отобранных кристаллов и обработка полученных результатов проведены автором лично. Обсуждение и анализ полученных данных проводился совместно с научным руководителем д.ф.-м.н., профессором Лисицыным В.М., д.ф.-м.н., профессором Лисицыной Л.А. и к.ф.-м.н., доцентом Олешко В.И.

АПРОБАЦИЯ И ВНЕДРЕНИЕ

Результаты настоящей работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: 12-ой всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (Новосибирск, 2006), 5-ой международной практической конференции «Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах» (Томск, 2006), 13-ой международной конференции «Радиационная физика и химия неорганических материалов» (Томск, 2006), 10-ой международной школе-семинаре «Люминесценция и лазерная физика» (Иркутск, 2006), семинаре «Summer School on New Materials and information Technologies» (Zerendy, Kazakhstan, 2007), 10-ой международной конференции «Физико-химические процессы в неорганических материалах» (Кемерово, 2007), 8-ой международной конференции «Excitonic Processes in Condensed Matter» (Kyoto, Japan, 2008).

ПУБЛИКАЦИИ

Основное содержание работы опубликовано в 10 печатных работах (5 статей в рецензируемых журналах, 4 статьи в сборниках трудов конференций, 1 тезисы доклада международной конференции).

СТРУКТУРА РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения. Диссертация изложена на 173 страницах машинописного текста, включая 83 рисунка, 11 таблиц, список литературы (155 наименований).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследованы физические процессы, инициируемые в кислородсодержащих кристаллах фторида лития, активированных и не активированных ураном, при воздействии на них электронных импульсов и импульсов лазерного излучения.

Результаты проведенных исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. Анализ измеренных спектров оптического поглощения кристаллов позволил получить дополнительную информацию о природе полос поглощения в кристаллах LiF(U).

1.1. В спектрах поглощения кислородсодержащих кристаллов LiF проявляются одинаковые полосы поглощения в диапазонах 9.05 - 10.51 и 6.2 -7.3 эВ, которые обусловлены содержащими кислород дефектами (кристаллы LiF с наименьшим содержанием кислорода прозрачны почти до 12 эВ).

1.2. В спектрах поглощения кислородсодержащих кристаллов LiF(U) присутствуют полосы, аналогичные полосам поглощения в спектрах кислородсодержащих кристаллов LiF в области 6.2 - 7.3 эВ, что свидетельствует о наличие в кристаллах LiF(U) дефектов, связанных с кислородом.

1.3. В спектрах поглощения кристаллов LiF (с максимальным содержанием примеси кислорода и выращенных без фторирования атмосферы) и кислородсодержащих кристаллов LiF(U) дополнительно присутствуют полосы в диапазоне 0.35 - 0.38 эВ неизвестной природы и в диапазоне 0.44 -0.47 эВ, обусловленные наличием гидроксильных ионов. В спектрах поглощения кристаллов LiF(U), выращенных с предварительно введенным в шихту LiOH, также обнаружена полоса на 0.41 эВ, связанная с наличием в этих кристаллах уран-гидроксильных комплексов.

1.4. Кислородсодержащие кристаллы LiF и LiF(U) отличаются тем, что в спектрах поглощения урансодержащих кристаллов LiF имеются полосы в области 3.02 - 4.96 эВ, обусловленные, очевидно, урановыми комплексами.

2. Установлены спектрально-кинетические закономерности свечения кристаллов LiF и LiF(U) после возбуждения импульсами электронов и кристаллов LiF(U) после возбуждения импульсами азотного лазера.

2.1. В спектрах ИКЛ кристаллов LiF и LiF(U) наблюдается свечение в области 2.7 - 4 эВ одинакового спектрального состава (полосы на 3.1 и 3.7 эВ), обусловленное наличием в кристаллах примеси кислорода.

Введение урана в кристаллы LiF приводит к изменению характера разгорания свечения в полосе на 3.7 эВ (безынерционный процесс заполнения излучательного состояния в кристаллах LiF стал инерционным в кристаллах LiF(U)) и влияет на время затухания этого излучения (в кристаллах LiF(U) в полосе на 3.7 эВ отсутствует 40 не компонент затухания свечения), приводит к уменьшению вклада 40 не компонента затухания свечения в полосе на 3.1 эВ.

В урансодержащих кристаллах LiF наличие примеси ОН не влияет на время разгорания в полосах на 3.1 и 3.7 эВ, но подавляет длинновременной компонент затухания свечения в обеих полосах.

2.2. Присутствующее в не активированных ураном кристаллах LiF кислородное свечение на 3 эВ при введении урана в кристаллы фторида лития подавляется.

В кристаллах LiF увеличение концентрации примеси кислорода не влияет на характеристическое время разгорания в полосе на 3 эВ, но приводит к уменьшению характеристического времени затухания.

2.3. Спектр ИКЛ кристаллов LiF(U) в области 2.1 - 2.7 эВ представлен свечением, состоящим из ряда узких полос, и обусловлен наличием в кристаллах LiF(U) урановых излучательных комплексов.

2.3.1. Свечение в области 2.1 - 2.7 эВ возбуждается также и оптически, однако от способа возбуждения этого свечения в кристаллах LiF(U) зависит вид кинетики процесса разгорания: при электронном возбуждении процесс разгорания носит двухстадийный характер, а при лазерном - одностадийный.

Разгорание ИКЛ в области 2.1 - 2.7 эВ в наносекундном временном интервале совпадает со временем разгорания полосы на 3.7 эВ, равным 40 не, в спектре ИКЛ кристаллов LiF(U), а в микросекундном временном интервале -происходит одновременно с затуханием свечения на 3.1 и 3.7 эВ со временем затухания, равным 2.5 мкс.

2.3.2. Определено влияние примеси ОН в кристаллах LiF(U) на спектрально-кинетические характеристики уранового свечения.

С увеличением концентрации примеси ОН в спектре уранового свечения в кристаллах LiF(U) падает относительный вклад длинноволновых полос. Вид дисперсии времени затухания (при уменьшении энергии излучения в области 2.1 - 2.7 эВ характеристическое время затухания уменьшается) не зависит от содержания примеси ОН в исследуемых кристаллах, однако с ростом содержания ОН в кристаллах LiF(U) наблюдается увеличение времени затухания люминесценции во всей области спектра от 2.1 до 2.7 эВ. Величина характеристического времени разгорания уранового свечения от количества примеси ОН в кристалле не зависит.

2.3.3. Различные соотношения интенсивности полос свечения и различные кинетические характеристики затухания уранового свечения предполагают, что спектр люминесценции в области 2.1 - 2.7 эВ в кристаллах LiF(U) принадлежит разным типам урановых излучательных комплексов. Предполагается, что в кристаллах LiF(U), выращенных с преднамеренно введенным в шихту LiOH, присутствуют урановые комплексы, содержащие гидроксильные ионы.

3. Исследовано влияние предварительного облучения на спектрально-кинетические характеристики свечения облученных кристаллов LiF и LiF(U).

3.1. Показано, что предварительное облучение кристаллов LiF и LiF(U) в

2 с области доз 10 - 10 Гр не влияет на величину характеристических времен разгорания и затухания кислородного свечения.

С ростом интегральной дозы облучения кристаллов, LiF и LiF(U) наблюдается радиационное тушение свечения в полосе на 3.7 эВ и слабое изменение интенсивности полосы на 3.1 эВ с одинаковой скоростью.

3.2. Установлено, что предварительное облучение кристаллов LiF(U) (выращенных без преднамеренно вводимого в шихту LiOH) дозами в диапазоне

1 Г

10 -10 Гр не приводит к изменению спектров ИФЛ и кинетических характеристик свечения в области 2.1 - 2.7 эВ. Рост дозы облучения кристаллов LiF(U) с различным содержанием ОН приводит к изменению спектров ИФЛ (наблюдается смещение центра тяжести спектров свечения в длинноволновую область за счет увеличения интенсивности длинноволновых полос) и падение времени затухания излучения в области 2.1 - 2.7 эВ. Изменение спектрально-кинетических характеристик кристаллов LiF(U) с различным содержанием примеси ОН происходит до тех пор, пока их спектры свечения и дисперсия времени затухания не станут подобными спектрально-кинетическим характеристикам кристаллов LiF(U), не содержащих примесь ОН.

3.3. Установлено, что за свечение кристаллов LiF(U) (выращенных без преднамеренно вводимого в шихту LiOH) ответственны радиационно стойкие, не содержащие в качестве ближайшего окружения гидроксильные ионы урановые комплексы, так как спектрально-кинетические характеристики свечения кристаллов LiF(U) этого типа стабильны при воздействии на них предварительного облучения. В кристаллах LiF(U) с различным содержанием OLI ответственными за свечение в области 2.1 - 2.7 эВ являются комплексы с полным или частичным присутствием примеси ОН в окружении линейного уранильного комплекса (основанием для этого заключения является то, что с ростом дозы облучения этих кристаллов происходит изменение их спектрально-кинетических характеристик свечения и падение полосы поглощения уран-гидроксильных комплексов на 0.41 эВ). Предполагается, что при облучении кристаллов LiF(U) имеет место радиационное выведение примеси ОН из состава уранового комплекса.

4. Изучено влияние предварительного облучения кристаллов LiF(U) ((выращенных без преднамеренно вводимого в шихту LiOH) на эффективность возбуждения наносекундного и микросекундного компонентов интенсивности ИКЛ, а также ИФЛ в спектральной области 2.1 - 2.7 эВ при 300 К.

4.1. Показано, что характер зависимостей наносекундного и микросекундного компонентов интенсивности ИКЛ и интенсивности ИФЛ в области 2.1 - 2.7 эВ от дозы предварительного облучения урансодержащих кристаллов LiF различен. В области доз < 1.7x104 Гр интенсивность ИФЛ падает, а интенсивность наносекундного компонента интенсивности ИКЛ увеличивается с ростом дозы, при дальнейшем увеличении дозы облучения кристаллов интенсивности ИКЛ и ИФЛ уменьшаются с одинаковой скоростью. Амплитудное значение микросекундного компонента интенсивности ИКЛ максимально при действии первого импульса электронов на кристалл, а затем медленно уменьшается с ростом дозы. Различный характер этих зависимостей в исследуемых кристаллах предполагает существование различных процессов, приводящих к возбуждению уранового свечения.

4.2. Определено, что характер дозных зависимостей наносекундного и микросекундного компонентов интенсивности ИКЛ и интенсивности ИФЛ в области 2.1 - 2.7 эВ кристаллов LiF(U) (при одном содержании урана в кристалле) не зависят от величины флюенса электронов. Флюенс электронов в импульсе возбуждения определяет интенсивность ИКЛ при данном значении интегральной дозы предварительного облучения кристаллов.

Установлено, что при облучении кристаллов LiF(U) импульсами СЭП с различными значениями флюенса положение максимума на дозной зависимости интенсивности наносекундного компонента ИКЛ определяется одним значением интегральной дозы.

4.3. Предложены механизмы возбуждения ИФЛ, наносекундного и микросекундного компонентов ИКЛ в области 2.1 - 2.7 эВ в кристаллах LiF(U). Инициированная лазерным излучением ИФЛ урановых комплексов, приводит к созданию содержащих U6+ урановых центров в излучательном состоянии. Наносекундный компонент ИКЛ урана возникает в результате следующих процессов: создание и накопление в процессе облучения кристалла содержащих U5+ урановых центров и захват на этих центрах дырки; переход электрона с U5+ на дырку с созданием околодефектного экситона и с восстановлением зарядового состояния урана; передачу энергии от экситона шестивалентному урану с последующим ее излучением. Механизм возбуждения микросекундного компонента свечения включает образование в процессе облучения U5+ в результате переноса электрона от иона О " в возбужденном состоянии на ион U6+ в составе уранового центра, захват на содержащих U5+ центрах дырки; переход электрона с U5+ на дырку с созданием околодефектного экситона и с восстановлением зарядового состояния урана; передачу энергии от экситона шестивалентному урану с последующим ее излучением.

5. Установлено, что присутствие урана в кислородсодержащих кристаллах фторида лития меняет характер дозной зависимости интенсивности ИКЛ центров окраски F2 и F3+: в полосах на 1.88 и 2.33 эВ зависимость амплитудного значения интенсивности ИКЛ в кристаллах LiF(U) имеет вид кривой с насыщением.

Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность научному руководителю д.ф.-м.н., профессору, заслуженному деятелю науки РФ Лисицыну В.М. и д.ф.-м.н., профессору Лисицыной Л.А. за интерес к работе и постоянное внимание; к.ф.-м.н., доценту Олешко В.И. за помощь в подготовке экспериментов и плодотворные дискуссии, д.ф.-м.н., профессору Корепанову В.И. и д.ф.-м.н., профессору Яковлеву В.Ю. за полезные обсуждения; коллегам по лаборатории к.ф.-м.н., доценту Полисадовой Е.Ф. и к.ф.-м.н., доценту Вильчинской С.С. за внимание и поддержку.

1. Непомнящих А.И., Раджабов Е.А., Егранов А.В. Центры окраски и люминесценция кристаллов LiF. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1984.- 114 с.

2. Алукер Э.Д., Лусис Д.Ю., Чернов С.А. Электронные возбуждения и радиолюминесценция щелочно-галоидных кристаллов. Рига: Зинатне, 1979. -252 с.

3. Шварц К.К., Кристапсон Я.Ж., Лусис Д.Ю., Подинь А.В. Фтористый литий: оптические свойства и применение в термолюминесцентной дозиметрии // Радиационная физика V: Сборник. — Рига: Зинантне, 1967. — С. 179-235.

4. Кидибаев М.М. Радиационно-стимулированные процессы в кристаллах (Li, Na)F-U, Me. Каракол-Екатеринбург: ИГУ УГТУ, 1999. - 220 с.

5. Лисицына Л.А., Гречкина Т.В., Корепанов В.И., Лисицын В.М. Короткоживущие первичные радиационные дефекты в кристалле LiF // ФТТ. -2001.-Т. 43.-В. 9.-С. 1613 1618.

6. Лисицына Л.А. Радиолюминесценция ионизованных электронных центров окраски в кристаллах LiF // ФТТ. — 2001. — Т. 43. В. 1. - С. 25 - 29.

7. Ковальчук Б.М., Месяц Г.А., Семин Б.Н., Шпак В.Г. Сильноточный наносекундный ускоритель для исследования быстропротекающих процессов // ПТЭ. 1981. —№ 4. - С. 15-18.

8. Ковальчук Б.М., Месяц Г.А., Шпак В.Г. Генератор высоковольтных субнаносекундных электронных пучков // ПТЭ. — 1976. — № 6. С. 73 - 77.

9. Лисицын В.М., Корепанов В.И. Спектральные измерения с временным разрешением: учебное пособие. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. — 94 с.

10. Корепанов В.И., Лисицын В.М., Полисадова Е.Ф. Импульсный катодолюминесцентный анализ материалов // Светотехника. 1999. — № 6. — С. 13 - 15.

11. Корепанов В.И., Лисицын В.М., Олешко В.И. Применение сильноточных электронных пучков наносекундной длительности для контроля параметров твердых тел // Изв. Вузов. Физика. 2000. - Т. 43. - № 3. - С. 22 -30.

12. Неверова Ю.Б, Яковлев В.Ю. Спектры и кинетика люминесценции кристаллов LiF(U) // Труды второй межд. конф. студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук». Томск: Изд-во ТПУ, 2005. -С. 63 -65.

13. Алексеева Е.П. Люминесценция кристаллов LiF, активированных азотнокислым уранилом // Изв. АН СССР, сер. физ. 1961. - Т. 25. - № 4. - С. 545 - 546.

14. Беляев Л.М., Перекалина З.Б., Варфоломеева В.Н., Панова В.П., Добржанский Г.Ф. Люминесцентные свойства фтористого лития, активированного ураном // Кристаллография. 1960. — Т. 5. - В. 5. — С. 757 -760.

15. Lupey A., Lupei V., Ursu I. Impurities effects on the U6+ in LiF // J. Phys. C: Solid State Phys. 1985. -V. 18. - P. 6099 - 6107.

16. Пустоваров В.А., Шульгин Б.В., Кирм M., Кидибаев М.М., Жамангулов А.А. Вакуумная ультрафиолетовая спектроскопия кристаллов LiF-U, NaF-U, Си // Опт. и спектр. 2000. - Т. 88. - № 5. - С. 790 - 794.

17. Dalvi A.G.I., Sastry M.D, Joshi B.D. Trap level spectroscopy of actinide-doped phosphors: I. LiF:U02+ and LiF:24lAm // J. Phys. C: Solid State Phys. 1984. -V. 17.-P. 5851 - 5863.

18. Чернышев B.A., Абросимов A.B., Королева T.C., Черепанов А.Н. Локальная кристаллическая структура примесных ионов Zn+ в кристалле LiF:U, Zn // ФТТ. 2005. - Т. 47. - В. 8. - Р. 1420 - 1422.

19. Runciman W.A., Thangavadiev В., Manson N.B. The luminescence of uranium-activated alkali fluorides // J. Luminescence. 1981. - V. 24/25. - P. 209 - 212.

20. Parrot R., Gendron F., Naud C., Porte C. Dye laser selection spectroscopy on U6+ luminescent molecular centers in LiF-L^Os crystals // Phys. Letters. 1981. -V. 86 A. -N. 5. -P. 315 - 317.

21. Parrot R., Naud C., Delbecq C., Yuster P. Optical and ESR studies of U5+ luminescent molecular centers in x- and y-irradiated LiF-U308 crystals // Phys. Rev. В.-1977.-V. 15.-N. l.-P. 137- 145.

22. Феофилов П.П. Ориентация центров люминесценции в кристаллах фтористого лития, активированного ураном // Опт. и спектр. — 1959. — Т. 7. В. 6.-С. 842- 843.

23. Шапиро И.П. Люминесценция щелочно-галоидных соединений с примесью ураниловых солей // Опт. и спектр. 1959. - Т. 7. - В. 1. - С. 126 -128.

24. Runciman W.A. The luminescence of uranium-activated sodium fluorides // Proc. Roy. Soc. 1956. - V. 237 A. - P. 39 - 46.

25. Алыбаков A.A., Добржанский Г.Ф., Губанова B.A. Выращивание ионных кристаллов с малой плотностью дислокаций // Кристаллография. -1964. Т. 9. - В. 6. - С. 940 - 972.

26. Алешкевич Н.И., Титков Е.Ф., Комяк А.И., Шолох В.Г. Спектры поглощения монокристалла LiF, активированного шестивалентным ураном // ЖПС. 1980. - Т. 33. - В. 6. - С. 1060 - 1064.

27. Ivanov V.Yu., Tcherepanov A.N., Shul'gin B.V., Koroleva T.S., Pedrini C., Duyarin C. Photoluminescence properties of NaF:U, Cu bulk and fiber crystals // Optical Materials. 2006. - V. 28. - P. 1123 - 1127.

28. Алешкевич Н.И., Сытько В.В., Красилов Ю.И., Титков Е.Ф. Люминесценция октаэдрических центров U(VI) в кристаллах NaF // Опт. и спектр. 1983. - Т. 54. - В. 2. - С. 279 - 284.

29. Кидибаев М.М., Денисов Г.С., Адыл Кабыл уулу Термолюминесценция кристаллов LiF-U, ОН // Табигый Илимдер Журналы. — 2007.-С. 17-21.

30. Lupei V., Lipei A. On the nature of U5+ centers in LiF // Phys. Stat. Sol. (b).-1979.-V. 91.-P. 301 -307.

31. Алешкевич Н.И., Красилов Ю.И, Сытько В.В. Спектрально-люминесцентные свойства и природа центров свечения в кристаллах LiF:U(VI) // ЖПС. 1982. - Т 37. - № 4. - С. 585 - 591.

32. Lupei V., Lupei A., Georgescu S., Ursu I. The hyperfine structure of U5+ in NaF and LiF single crystals // J. Phys. C: Solid State Phys. 1976. - V. 9. - P. 2619-2626.

33. Blasse G., Bleijenberg K.C., Krol D.M. The luminescence of hexavalent uranium in solids // J. Luminescence. 1979. - V. 18/19. - P. 57 - 62.

34. Krol D.M., Blasse G. Luminescence and energy migration in Ba2CaU06//J. Chem. Phys. 1978.-V. 69.-N. 7-P. 3124 - 3127.

35. Свердлов 3.M., Севченко A.H. Длительная фотолюминесценция ураниловых соединений при температуре -185 °С // ДАН СССР. 1948. - Т. 61.- №. 5.-С. 821 -823.

36. Севченко А.Н., Вдовенко В.М, Ковалева Т.В. Влияние кристаллизационной воды на спектр флуоресценции уранилнитрата. Часть I // ЖЭТФ. 1951. - Т. 21. - В. 2. - С. 204 - 211.

37. Степанов Б.И. Ширина спектральных линий ураниловых солей и ее зависимость от температуры//ЖЭТФ. 1951.-Т. 21.-В. 10.-С. 1158 - 1163.

38. Аналитическая химия элементов урана / Под ред. Виноградова А.П.- М: Изд-во АН СССР, 1962. 436 с.

39. Добролюбская Т.С. Люминесцентные методы определения урана. -М: Наука, 1968.-87 с.

40. Рабинович Е., Белфорд Р. Спектроскопия и фотохимия соединений уранила. М: Атомиздат, 1968. - 348 с.

41. Володько Л.В., Комяк А.И., Умрейко Д.С. Ураниловые соединения.- Минск: Изд-во БГУ им. В.И. Ленина, 1981. 436 с.

42. McGlinn S.P., Smith J.K. The electronic structure, spectra and magnetic properties of actinyl ions. Part I. The uranil ion // J. Molec. Spectr. 1961. - V. 6. - P. 164- 187.

43. Севченко A.H. Люминесценция урановых стекол и кристаллов // Изв. АН СССР, сер. физ. 1949. - Т. 13.-№. 1.-С. 188-202.

44. Левшин В.Л., Шереметьев Г.Д. О длительности установления стационарных распределений в возбужденных молекулах ураниловых солей // ЖЭТФ. 1947. - Т. 17. - В. 3. - С. 209 - 226.

45. Казаков В.П. Хемилюминесценция уранила, лантаноидов и d-элементов. М: Наука, 1980. - 178 с.

46. Хазимуллина Л.Н. Хемилюминесценция сульфатов урана (IV) и тербия (III) в твердофазных реакциях. Автореф. дисс. канд. хим. наук. Уфа, 2007.-21 с.

47. Koban A., Bemhard G. Uranium (VI) complex with phospholipids model compounds A laser spectroscopic study // J. Inorg. Biochem. - 2001. - V. 101.-P. 750 -757.

48. Степанов Б.И. О природе элементарных процессов поглощения и флуоресценции ураниловых соединений // ЖЭТФ. 1951. - Т. 21. - В. 10. - С. 1153 - 1157.

49. Севченко А.Н. Концентрационная деполяризация фотолюминесценции ураниловых стекол // ЖЭТФ. 1947. - Т. 17. - В. 12. - С. 1063 - 1069.

50. Марков В.К., Верный Б.А., Виноградов А.В., Елисон С.В., Клыгин А.Е., Моисеев И.В. Уран. Методы его определения. М: Атомиздат, 1964. -508 с.

51. Определение микросодержаний урана и тория в породах и минералах: методические рекомендации / Составитель Малясова З.В. -Новосибирск: Изд-во института геологии и геофизики СО АН СССР, 1986. -38 с.

52. Гецева Г.В., Савельева К.Т. Руководство по определению урановых минералов. М: Госгеолтехиздат, 1956. - 264 с.

53. Мелков В.Г., Пухальский J1.4. Поиски месторождений урана. М: Госгеотехиздат, 1957. — 224 с.

54. Феофилов П.П. О природе элементарных осцилляторов иона урана // Опт. и спектр. 1960. - Т. 8. - В. 6. - С. 824 - 827.

55. Севченко А.Н. Спектры люминесценции и затухание ураниловых соединений // Известия АН СССР, сер. физ. 1951. - Т. 15. - №. 5. - С. 613 -621.

56. Севченко А.Н., Степанов Б.И. Влияние кристаллизационной воды на спектр флуоресценции уранилнитрата. Часть II // ЖЭТФ. 1951. - Т. 21. - В. 2.-С. 212-219.

57. Jong K.P., Krol D.M., Blasse G. The luminescence properties of MgU04 //J. Luminescence. 1979. -V. 20. - P. 241 - 248.

58. Адирович Э.И. Об аномально большой длительности некоторых дипольных излучателей // Изв. АН СССР, сер. физ. 1950. — Т. 14. — №. 3. - С. 366 -370.

59. Blasse G., Van den Heuvel G.P.M. Uranium luminescence in di-alkaline-earth tungstates (Me2W05) // J. Luminescence. 1974. - V. 8. - P. 406 -414.

60. Онопко Д.Е., Пашнина Е.П., Старостин H.B. О природе люминесценции ионов шестивалентного урана в различных кристаллических основах // Опт. и спектр. 1977. - Т. 43. - В. 5. - С. 901 - 905.

61. Власов В.Г., Жуковский В.М., Ткаченко Е.В., Бекетов А.Р. Кислородные соединения урана. — М: Атомиздат, 1972. 256 с.

62. Глебов В.А. Электронное строение и свойства уранильных соединений. — М: Энергоатомиздат, 1983. 88 с.

63. Липина И.И. Уранил и его соединения. М: Изд-во АН СССР, 1959. - 320 с.

64. Sutton J. Configuration of the uranil ion // Nature. 1952. - V. 169. - N. 4293.-P. 235 -236.

65. Комплексные соединения урана / Под ред. Черняева И.И. — М: Наука, 1964.-496 с.

66. Дяткина М.Е., Марков В.П., Цапкина И.В., Михайлов Ю.Н. Электронное строение группы UO2 в соединениях уранила // ЖНХ. 1961. - Т. 6. - В. 3.-С. 575 - 580.

67. Сидоренко В.А. Рентгенографический определитель урановых и урансодержащих минералов. — М: Госгеолтехиздат, 1960. 116 с.

68. Soldatov A.V., Lamoen D., Konstantinovic M.J., Van den Berghe S., Scheinost A.C., Verwerft M. Local structure and oxidation state of uranium in some ternary oxides: X-ray absorptions analysis // J. Solid State Chem. 2007. - V. 180. -P. 54-61.

69. Каплянский А.А., Москвин H.A. Комбинированные магнитоэлектрические дипольные переходы в спектрах кристаллов щелочных фторидов с шестивалентным ураном // ДАН СССР. 1963. - Т. 148. - № 3. - С. 558 - 561.

70. Алыбаков А.А., Чормонов А.Б., Чолоков К.С. Электропроводность кристаллов LiF, легированных ионами урана и гидроксила // Физические свойства ионных кристаллов: Сборник. — Фрунзе: Илим, 1978. С. 29 - 33.

71. Pant D.D., Sanwal D.N., Joshi J.I. Uranium-activated alkali fluoride phosphors: absorption and fluorescence spectra // Indian J. Pure and Appl. Phys. — 1969. V. 7. - N. 2. - P. 103 - 106.

72. Pant D.D., Sanwal D.N., Joshi J.I. Uranium-activated alkali fluoride phosphors: Luminescence decay and models for emitter of fundamental series // Indian J. Pure and Appl. Phys. 1969. - V. 7. -N. 5. - P. 354 - 356.

73. Bagai. R.K., Warrier A.V.R. Optical absorption spectrum of U022+ doped LiF // J. Phys. C: Solid State Phys. 1977 - V. 10. - P. L437 - L439.

74. Runsiman W.A., Wong E.Y. Emission of uranium centers in LiF:U // J. Chem. Phys.- 1969.-V. 7.-P. 103 105.

75. Морозов A.M., Морозова Л.Г., Феофилов П.П. Люминесценция урана в монокристаллах со структурой шеелита // Опт. и спектр. 1972. - Т. 32. -В. 1.-С. 100-110.

76. Онопко Д.Е., Пашнина Е.П., Старостин Н.В. О происхождении красного свечения в кристаллах шеелитов, активированных ураном // Опт. и спектр. 1975. - Т. 38. - В. 6. - С. 1141 - 1143.

77. Ordejon В., Vallet V., Flament J.-P., Seijo L., Barandiaran Z. The 5fi6dj —» 5f2 luminescence spectrum of U4"1" in Cs2GeF6 crystals A quantum chemical study // J. Luminescence. - 2007. -V. 126. - P. 779 - 783.

78. Sobczyk M., Drozdzynski Y. Room temperature near infrared1. T Iluminescence of an U doped CsCdCl3 potential laser crystal // Materials Letters. -2007. V. 61. - P. 2319 - 2321.

79. Беляев JI.M., Добржанекий Г.Ф., Феофилов П.П. Люминесценция монокристаллов фторида лития и натрия, активированных ураном // Известия АН СССР, сер. физ,- 1961.-Т 25.-№ 4. С. 548- 556.

80. Каплянский А.А., Москвин Н.А., Феофилов П.П. Исследования электрической и магнитной серий в спектрах щелочных фторидов, активированных шестивалентным ураном // Опт. и спектр. — 1964. Т 16. - В. 4. -С. 619-624.

81. Hollyday К., Manson N.V., Runsiman W.A. Selective excitation and emission of magnesium-related centers in LiF:U // J. Phys. C: Solid State Phys. -1987. V. 20. - N. 25. - P. 3993 - 4003.

82. Корепанов В.И., Лисицын B.M., Лисицына Л.А. Образование околодефектных экситонов в щелочно-галоидных кристаллах. // Изв. Вузов. Физика. 1996. - Т. 11. - С. 94 - 108.

83. Способ дозиметрии ионизирующего излучения: А.С. 1544030 СССР / Сериков Л.В., Юрмазова Т.А., Шиян Л.Н., Кецкало В.М., Серикова Г.Н., Старченко В.В. Заяв. 14.12.87. №4342664. Опубл. 15.11.89. - 17 с.

84. Вайсбурд Д.И., Семин Б.Н., Таванов Э.Г. и др. Высокоэнергетическая электроника твердого тела. — Новосибирск: Наука, 1982. 227 с.

85. Hohenau W. On the kinetics of x-ray induced luminescence in natural quartz // Phys. Stat. Sol. (a). 1985. - V. 88. - N. 1 - P. 267 - 276.

86. Гуторов M.M. Основы светотехники и источники света: учебное пособие для вузов / 2-е изд., доп. и перераб. М.: Энергоатомиздат, 1983. — 384 с.

87. Эпштейн М.И. Измерения оптического излучения в электронике / 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 254 с.

88. Гуторов М.М. Сборник задач по основам светотехники. М.-Л.: Энергия, 1966. - 176 с.

89. Антонов-Романовский В.В. Кинетика фотолюминесценции кристаллофосфоров. М.: Наука, 1966. - 324 с.

90. Фок М.В. Введение в кинетику люминесценции кристаллофосфоров. -М.: Наука. 1964. — 283 с.

91. Старостин Н.В. К теории спектров уранатных соединений // Опт. и спектр. 1972. - Т. 32. - С. 820 - 822.

92. Марков В.К., Виноградов А.В., Елисон С.В., Клыгин А.Е., Моисеев И.В. Уран. Методы его определения. — М: Изд-во гос. ком. Совета министров СССР по использованию атомной энергии, 1960. — 268 с.

93. Кузнецов В.Д. Кристаллы и кристаллизация. М.: ГИ технико-теоретич. литер., 1954. - 411 с.

94. Рост кристаллов: Сборник статей. М: Наука, 1957 - 1968. - Т. 1 - 8.

95. Stockbarger D.C. The production of large single crystals of lithium fluoride // Rev. Sci. Inst. 1936. - V. 7. - P. 133 - 138.

96. Stockbarger D.C. Improved crystallization of lithium fluoride of optical quality // Disc. Farad. Soc. 1949. - V. 5. - P. 294 - 3 01.

97. Kyropoulos S. Ein Verfahren zur Herstellung grober Kristalle // Ztschr. anorg. Chem. — 1926. V. 154. - P. 308 - 311.

98. Kyropoulos S. Dielektrizitatskonstanten regularen Kristalle // Ztschr. f. Phys. 1930. - V. 63. - P. 849 - 854.

99. Архангельская B.A., Гусева E.B., Зингер Г.М., Королев Н.Е., Рейтеров В.М. Термостойкость F2" центров в радиационно-окрашенных кристаллах LiF с кислородсодержащими примесями // Опт. и спектр. 1986. — Т. 61. -№ 3. — С. 542-549.

100. Шахнович М.И, Сойфер JI.M. Исследование примесного поглощения кристаллов LiF в вакуумной и ультрафиолетовой области спектра // Известия АН СССР, сер. физ. 1965. - Т. 29. - №. 3. - С. 443 - 445.

101. Егранов А.В., Раджабов Е.А. Спектроскопия кислородных и водородных примесных центров в щелочно-галоидных кристаллах. — Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1992. 162 с.

102. Claffy E.W. Impurity absorption bands in thermoluminescent LiF // Phys. Stat. Sol. 1967.-V. 22.-N. 71.-P. 71 - 76.

103. Scacco A., Somma F. Effects of gamma-rays irradiation on OH-doped KBr crystals // Radiations effects letters. 1983. - V. 76. - P. 7 - 12.

104. Sootha G.D., Radhakrishna S., Agarwal K. Optical and electrical properties of uranium-doped LiF and KC1// IL Nuovo Cimento. 1969. - V. LXIV B.-N. l.-P. 19-27.

105. Deubner Von A., Schreiber G., Schubert R. Untersuchungen zur Absorption kunstlich geziichteter Lithiumfluoridkristalle in nahem Infrarot // Optik. — 1958.-N. 15.-Heft 12. S. 734-738.

106. Алексеев П.Д. ИК спектры монокристаллов ЩГК ОН" до и после у- облучения и их природа // Опт. и спектр. - 1985. - Т. 59. — В. 3. - С. 567 - 572.

107. Akhvlediani Z.G., Berg K.Y., Berg G. Formation and annealing of hydrogen centers in OH" containing x-irradiated LiF crystals // Crystal Lattice Defects.- 1980.-V. 8.-N. 4.-P. 167- 175.

108. Лобанов Б.Д., Максимова H.T., Цирульник П.А., Щепина Л.И., Волкова Н.В. Кислородные центры в LiF и NaF / Опт. и спектр. 1984. - Т. 56. -В. 1.-С. 172 - 174.

109. Radzhabov Е. Photodissociation of 0~"Va+ centers in lithium fluoride // Phys. Stat. Sol. (b). 1985. -V. 130. - P. K55 - K58.

110. Абрамишвили М.Г., Ахвледиани З.Г., Калабегишвили Т.Л., Квачадзе В.Г., Саралидзе З.К. Релаксационные процессы в окрашенных кристаллах LiF после совместного воздействия УФ излучения и ударной волны // ФТТ. 2000. - Т. 42. - В. 10. - С. 1794 - 1799.

111. Шахнович М.И, Чубенко А.И. Оптические свойства кристаллов LiF с примесью Ог // Радиационная физика IV. Ионные кристаллы: Сборник. — Рига: Зинантне, 1966. С. 125 - 132.

112. Панова А.Н., Угланова В.В. Спектры возбуждения и люминесценции О2" ионов в кристаллах LiF: Сборник научных трудов ВНИИ монокристаллов. Харьков, 1979. - С. 38 - 41.

113. Лущик Ч.Б., Лущик А.Ч. Распад электронных возбуждений с образованием дефектов в твердых телах. — М.: Наука, 1989. 264 с.

114. Kurz G. OH" dissociation and U2 decomposition in hydroxide-doped KC1 and KBr crystals//Phys. Stat. Sol. 1969. -T. 31. -N. 93. -P. 93 - 105.

115. Meistrich M.L. UV and IR absorption in OH"-doped NaF // J. Phys. Chem. Sol. 1968.-V. 29.-P. 1119-1125.

116. Люминесцентные приемники и преобразователи ионизирующего излучения. Новосибирск: Наука, 1986. — 140 с.

117. Парфианович И.А., Хулугуров В.М., Лобанов Б.Д., Максимова Н.Т. Люминесценция и вынужденное излучение центров окраски в LiF /Изв. АН СССР, сер. физ. 1979. - Т. 43. - № 6. - С. 1125 - 1132.

118. Matthys P., Vanhaelst М., Boesman Е. A modified doping procedure for high O2" concentrations in potassium and rubidium halides // Phys. Stat. Sol. (a). — 1976. V. 35. - P. K137 - K139.

119. Meistrich M.L. ESR and optical studies of 02" in NaF //J. Phys. Chem. Sol. 1968. - V. 29. - P. 1111 - 1118.

120. Rolfe J., Lipsett F.R., King W.J. Low-Temperature Emission Spectrum of 02" in Alkali Halides // J. Phys. Chem. Sol. 1961. - V. 123. - P. 447 - 454.

121. Rolfe J. First excited state of the 02" ion // J. Chem. Phys. 1979. - V. 70.-N. 5.-P. 2463 -2465.

122. Bell J.T. New absorption bands for the uranil ion // J. Molec. Spectr. -1972.-V. 41.-P. 409-411.

123. Bell J.T., Biggers R.E. The absorption spectrum of the uranyl ion in percholate media. Part I. Mathematical resolution of the overlapping band structure and studies of the environmental effects. // J. Molec. Spectr. 1967. - V. 22. P. 262 -271.

124. Bell J.T., Biggers R.E. The absorption spectrum of the uranyl ion in percholate media. Part II. The effects of hydrolysis oh the resolved spectral bands // J. Molec. Spectr. 1967. - V. 22. - P. 262 - 271.

125. Bell J.T., Biggers R.E. Absorption spectrum of the uranyl ion in percholate media. Part III. Resolution of the ultraviolet band structure; some conclusions concerning the exited state of UO2 // J. Molec. Spectr. 1968. - V. 25. -P. 312-329.

126. Алексеев П.Д., Мальцев К.А. Природа ИК спектров монокристаллов NaF-OH", Pb до и после у- облучения // Опт. и спектр. 1984. -Т. 57.-В. 5.-С. 853 - 857.

127. Chandra A. Impurity effects of the ionization states of F-aggregate color centers in sodium fluoride / J. Chem. Phys. 1969. - V. 51. - N. 4, - P. 1499 - 1509.

128. Алексеев П.Д. Электронные и ИК спектры монокристаллов NaCl04.

129. ОН", Cd до и после у- облучения // Опт. и спектр. 1986. - Т. 60. - В. 3. - С. 528 - 534.

130. Stoebe T.J. Distribution of hydroxide ions in doped alkali halide crystals // J. Phys. Chem. Sol. 1970. - V. 31.-P. 1291 - 1294.

131. Stoebe J.Y. Influence of OH- ions on infrared absorption and ionic conductivity in lithium fluoride crystals // J. Phys. Chem. Sol. 1967. - V. 28. - N. 8.-P. 1375 - 1382.

132. Лобанов Б.Д. Кислородные центры в ЩГК // Опт. и спектр. 1984. -Т. 56.-С. 52 - 54.

133. Weeding В., Klein M.V. Infrared absorption of the hydroxyl ion in alkali halide crystals // Phys. Rev. 1969. - V. 177. - N. 3. - P. 1274 - 1288.

134. Morato S.P., Luty F. Photochemistry and reactions of OH- defects and F centers in Alkali Halides// J. Phys. Chem. Sol. 1980. - V. 41. - N. 11. - P. 1181 -1186.

135. Lisitsyna L.A., Oleshko V.I., Lisitsyn V.M., Putintseva S.N., Denisov G.S. The activator luminescence of LiF crystals // Известия вузов. Физика. 2006. - Т. 49. - № 10, приложение. - С. 17 - 20.

136. Лисицына Л.А., Путинцева С.Н., Лисицын В.М., Олешко В.И. Спектрально-кинетические характеристики люминесценции кристаллов LiF(U)-О // Неорганические материалы. 2008. - Т. 44. - № 6. - С. 754 - 759.

137. Лисицына Л.А., Путинцева С.Н., Олешко В.И., Лисицын В.М. Спектрально-кинетические параметры фотолюминесценции урановых комплексов в кристаллах LiF // Известия Томского политехнического университета. 2008. - Т. 312. - № 2. - С. 66 - 70.

138. Головин А.В, Рейтеров В.М., Родный П.А. Собственная люминесценция фторида лития // Тезисы докл. Всесоюзного совещания «Люминесценция молекул и кристаллов». — Таллин, 1987. С. 107.

139. Лисицына Л.А., Олешко В.И., Лисицын В.М., Путинцева С.Н. Кинетические параметры уранового свечения в кристаллах LiF // Известия Томского политехнического университета. 2007. - Т. 311. - № 2. - С. 69 - 74.

140. Лисицына Л.А., Олешко В.И., Путинцева С.Н., Лисицын В.М. Импульсная катодолюминесценция облученных кристаллов LiF-О и LiF(U)-0 // Оптика и спектроскопия. 2008. - Т. 105. - № 4. - С. 598 - 604.

141. Батанов Г.М., Иванов В.А., Коныжев М.Е., Летунов А.А. Люминесценция короткоживущих центров окраски, наведенных в кристаллах LiF импульсным микроволновым разрядом // Письма в ЖЭТФ. 1997. -Т. 66. -В. З.-С. 163 - 167.

142. Kumar М., Singh F., Khan S.A., Triparthi A., Avasthi D.K., Pandey A.C. Photoluminescence properties of SHI induced F2 and F3+ color centers in nano-granular LiF thin films // J. Luminescence. -2007. V. 127. - N. 2. - P. 302 - 306.

143. Ter-Mikirtychev V.V., Tsubou T. Two-photon excitation to the high-lying triplet state of F3+ color centers in LiF crystals // Phys. Stat. Sol. (b). 1995. -V. 190.-P. 347-351.

144. Муссаева M.A., Ибрагимова Э.М., Калонов М.У., Муминов М.И. Образование нанодефектов в кристаллах LiF при гамма- облучении // ФТТ. -2006.-Т. 48.-В. 12.-С. 2170-2174.

145. Слесарев А.И., Жамангулов А.А., Кидибаев М.М., Кортов B.C., Шульгин Б.В. Термостимулированная экзоэлектронная эмиссия кристаллов фторидов лития и натрия, активированных ураном // Письма в ЖТФ. 2000. -Т. 26.-В. 9.-С. 60-64.

146. Swartz К. Heavy ion induced damage in LiF crystals // RAU Scientific Reports. Computer Modeling & New Technologies. 1998. - V. 2. - P. 5 - 14.

147. Ивахненко П.С., Костенко C.C., Шуралева Е.И. Влияние термического отжига на преобразование центров окраски в у- облученных кристаллах LiF различной чистоты // ФТТ. 2000. - Т. 42. - С. 33 - 52.

148. Ахвледиани З.Г. U-центры в гамма- облученных кристаллах LiF:ОН" // ЖПС. 1989. - Т. 50. - В. 3. - С. 498 - 500.