Влияние примесей на радиационное дефектообразование и спектральные свойства кварцевого стекла тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

11?, и 1 8

ОРДЕНА ДРУКБЫ НАРОДОВ АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

На правах рукописи

Хайдарова Холдар Алиаовна

УДК 539.2: (535.34 '+ 535.37)

ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА РАДИАЦИОННОЕ ДЕФЕКТ00БРА30ВАНИЕ И СПЕКТРАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА

01.04.07 - физика твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Ташкент - 1992

Работа выполнена в Институте ядерной физики Республики Узбекистан

Научные руководители: член-корреспондент АН Республики Узбекистан, доктор физико-математических наук, профессор ВАХИДОВ II. А; кандидат физико-математических наук БЛИНКОВА Г.Б.

Официальные оппоненты:

член-корреспондент АН Республики Узбекистан, доктор физико-математических наук, профессор НУМИНОВ P.A. доктор физико-математических наук АИУРОВ М.Х

Ведуцая организация: НПО "Зенит" (г.Зелиноград ).

Зацита состоится: *(pe£fu¿<¿$ 1992г. в часов

на заседании специализированного совета К 015.15.01 по заците диссертаций на соискание ученых степеней при Институте ядерной физики АН Республики Узбекистан по адресу: 702132, Таикент, Куйбыиевский район, пос.Улугбек.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института ядерной физики АН Республики Узбекистан.

Автореферат разослан "/О* cViß&f^ 199«? г.

Ученый секретарь специализированного совета,

-у

доктор физико-математических наук, проф.^\дд^ ^ Е.И.Исматов

^ , ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

рссзр^ций | Актуальность теш. Кристаллический и стеклообразный кварц широко применяется в химической, светотехнической, атомной про-мыяленности, в приборостроении, радиоэлектронике, навигационной технике, цветной металлургии, промышленности полупроводников и т.д. Поэтому среди окисных материалов различные свойства ЗЮ2 наиболее подробно изучены.

Исследование влияния различных физических воздействий, таких» как высокотемпературная обработка, давление, облучение ионизирующей радиацией и т.п. на кварцевое стекло свидетельствует о том, что изменение его характеристик зависит не только от.вида воздействия, но и от свойств конкретного исследуемого изделия.

Несмотря на то, что имеется огромное количество работ,посвященных исследованию радиационных процессов в стеклообразном 8102, влияние примесей на радиацноино-спектральнне характеристики данного материала изучены недостаточно.Не рассматривался вопрос о том,какие изменения помимо образования элементарных дефектов структуры таких, как трехкоординированные атомы кремния,вакансии кислорода и немостиковые атомы кислорода происходят в структуре кварцевого стекла под действием у-рядкации. Не изучен вопрос о взаимосвязи и взаимопревращении тех или иных радиационных и примесных центров, а такте механизмы таких превращений. Все что позволило поставить цель и определить задачи исследований данной работы.

Цел и ¡шанн шсаш». Целью настоящей работы служило:

1. Исследование влияния лкшнеецирукяцих добавок, в частности ионов трехвалентного церия, на образование стабильных дефектов структуры в кварцевом стекле под действием ^-радиации.

2. Изучение возможности снижения скорости генерации радиационных дефектов в кварцевом стекле с помощью преобразования анергии электронных возбуждений в излучение.

3. Изучение вадентно-конфигурлцношшх изменений в структуре кварцевого стекла при высокодозном у- и у,п-облучениях с использованием в качестве зонда примесных атомов.

В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:

1. Провести комплексное исследование влияния у- и |,п-радиации и высокотемпературной обработки на спектральные характерно-

гики Оегцераевих н церийсодс-руацих кварцевых стекол, лодучеш:У!с ааектронапласом и вакуума и ь атмосфере водорода.

2. Идентифицировать природу, зарядовое и конфигурационное состояние генетических и радиацкоцно-наведенных цериевых центров.

3. Исследовать влияние радиации И высокотемпературной обработки на различные ткни алюминиевых центров ц квгрцьвок стекле.

4. Выяснить механизм, обчдаю&цве рзаишпревращенпе ради-ационно-наведенных и примесных центра;;.

Научная новизна.

- Комплексным исследованием влияния г- и у,п-радиации )..; спектральные характеристики кварцевых стекол изучено влияние люшшесщфукяей добавки (церия) па процесс,и радиационного дсфек-тообразования.

- Впервые показано, что копи Се3*", преобразующие ьнерпя1 электронных возбуждений в излучение, существенным образом снижают вероятность образования всех исследованных типов структурных дефектов при безызлучательном распаде влецтронпых возбуждений.

- Анализ полученных результатов позволил установить, что ионы церия в кварцевох! стекле находятся в различных конфигурационных состояниях. Под действие).; радиации и высокотемпературной обработки происходят структурные изменения, приводящие к валентно-конфигурационной перестройке цокоз церия.

- Впервые показано, что под действием больших доз у-излу-, цеция, а такне флюенсов нейтронов б кварцевом стекле идет процесс преобразования алююдырочных центров (полоса поглощения 550нн) в Е Щ)-центры (полоса поглощения 300 им)

- На основе данных по изменению при облучении характерных для.принеси церия и алюминия полос поглощения и фотолюминесценции установлено, что в кварцевом стекле в процессе подпорогового дефектообразованил наряду с образованием простейших дефектов структуры наблюдаются конфигурационные изменения.

Практическая ценность

- Выявленные закономерности влияния примеси церия на изменение различных спектральных характеристик кварцевых труб под действием у и у^п-радиации, а также высокотемпературной обработки позволяют прогнозировать поведение конкретных изделий,

в частности оболочек источников йысокоинтенсйвяогй Сйстд в процотг-кх ск.сплуатации.

- Сигаение веролткостя образования структурных десктоп при беэыгмучтгельноч распаде э.-ектрошш ЕсзбуадеииЙ путем введения в состав стекла прайса церия Д"от ¿ягячсскоо объяснен!!*; суг.рст-венио:1у уг-сгатенгл долгоеечвсстй источников сгота с оболочками Из церкГ:содер.ти;гто кпарцового сгек.?а. Указано на рор^гность посий°1гия срока с,',у::&1 .-»згя псс[вдствои л-Т1(го5ли:!й квтрк.рого стс«а сильно .до«:?г.'';сЦйрут7:г1Н плечоита*.»».

Основнне ?ап»':лешт гтолсгсгая.

- Рчвод о то-.',что ;:о!•-{ норм, с* Активно про'.Орлвуг'-'В'о пчлр г:!^ в.лкгронных квбундгччл з получение, счн.тз'зт ■■••^о.чгпость

сования девятое структур» кварцевого стс.чла при <Г«с1плучатеа1.!,'п рлстде алоктрсчнпх поабуздений.

- Г«под о тс<, что д кпарцогом стекло при высоких до?аг

Г- и тг>п-облучеиия ¡пряду с образование1! э*егентаркнх ссбстгем-ных дефектов происходят кси?нгурзц:юинце рздзненля,пропз.,:?^г1:ося в частности в изучении окружения цериових и адгуниисгене пресных ночтр'.'ч!.

- Иоипм нория з кварцогс! стекле приоупп не только ггиа':!'т; > залсятны» (Се3*и Со'1*) состояния, но и различите к;:сло; однчо с тешм, П1пискг;|!0 от окислителыю-восстановитояышх усгояиЯ сичгоп, тер"нчсс::оЛ обработки, а так:'.о зо.чденствня радиации.

- Природа 2»,гтоЯ окраски, позчикаиз«;'! в цернПсод(\гпаг;ом корневом стекло ¡¡од дпЯетвкеч радиации и вксокоюгпературно"! сбра'-отк:!

- Результат:! о тем, что присутствие водорода в кварцевом стекле препятствует «^бразовдни» но только алвмоднрочннх центров, но .ч Е (Л1)-иечтроя, а такзе яеятоЯ окраски, сбус.'эв.'етюй прнпг; ствием ионечз Се4+.

Публикации. Материалы дисссртацион!!оП работы опубликованы в 12 научных статьях и тезисах докладов.

Апробация работы. Основные результата диссертационной работы доклады;'алнсь 'Гсбзу:*дались:

1. На VI Всеесв^нем сиупг,эиу?,о "Оптические и спектра'тын-" свойства стекол" (Ригл,19?б г.)

2. На. VI Рс*оскпиом сиипозиуме "Оптичрскио и спе.ктральжгз свойства стшсГ (Ленинград, 1989 г).

3. На V Всесоюзной конференции по взаимодействию электромагнитных излучений с плазмой (Ташкент, 1989 г).

4. На II Республиканской конференции по физике твердого тела (Ош, 1989 г).

5. На IX Всесоюзном симпозиуме по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов (Ленинград, 1930 г).

6. На I Республиканской конференции молодых ученых и преподавателей физики (Фрунзе, 1990 г).

7. На Всесоюзном семинаре-совещании "Спектроскопия лазерных материалов" (Краснодар, 1991 г).

8. На I Региональной конференции республик Средней Азии и Казахстана по радиационной физике твердого тела (Самарканд,1991г).

9. На Всесоюзном совещании молодых ученых и специалистов по Р'ИТ (Севастополь, 1991 г).

Объем и структура диссертационной работы.

Диссертация состоит из введения, 4 глав," заключения и содержит 107 страниц, в том числе 25 рисунков и библиографии, насчитывающей 125 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЦ.

Первая глава диссертации посвящена обзору литературных данных по основным физико-химическим, оптическим и радиационным свойствам кварцевых стекол как чистых, так и содержащих различные примеси. Особое внимание в обзоре уделено влиянию таких примесей, как водород, церий и алюминий на радиационно-ндпеденные спектральные характеритстики кварцевого стекла.

Физико-химические, оптические и спектральные характеристики кварцевых стекол, влияние на них радиации исследованы довольно широко. Однако недостаточно полно изучено влияние примесного состава кварцевого стекла на процессы радиационного дефектообразова-ния. Не исследованы возможности более глубоки;: по сравнению с образованием стабильных микроде^'ктов структурны"' нарушений при воздействии радиации. Нет четкого представления о конфигурационном состоянии примеси церия в кварцевом стекле, не изучена возможность преобразования одних дефектных центров в другие.Исходя из этих

соображений в конце перзой главы сформулированы задачи исследован!;..

Во второй главе списаны основные характеристики исследуемых кварцевых стёкол и методики экспериментов. В работе в качеств образцов для исследования использовались оболички источников ешсск.-интенсивного света из кварцевого стекла, полученные электронаплавс-' в вакууме и в атмосфере водорода. Пихтой для синтеза стекла с.лулг. природный и синтетический кварц. Часть образцов была дополнится»но легирована церием. Выбор объектов исследовании основан на полученных ранее и лаборатории результатах, сьидетельствук^нх о том,чго трубках из кварцевого стекла по сравнении с образцами из докобшс.. процессы, сткиудиройаиние радиацией, облегчен:!. В частности в нт под действием у-облученип с больаой о'^¿кти.вностьм идет образонаш. дефектов структуры,а такте облегчена радяационно-сгинудпрэваниая диффузия прим'^сйй. В связи С 8Т1М НЫ СЧИ'ГавМ, что в трубках Ш.!..:е возможности обнаружения различных изменений структуры стекла использованными в работе методики.

Использование церии в качестве ¿егиру№,с-й добавки виаално тем, что угш цери 1 могут схузить удобным зондсм для кьучьиин вахентио • конф'гурационных изменений, происходящих в кварцевом стекле при различных фдоческнх воздействиях. В то ав время ноны Сб3<",расхо-дую"1;;; бользув часть поглощенной анергии в виде излучения, могут влить г.а процесс радиационного де^ектообразспання.

Плектры оптического поглощения были сняты при комнатной температуре на спектрофотометрах ЕРЗ-зт $црмы Хитачи (Япония), Зрессп! иу-ухз и Зресогй 1! 40 (Карл ЦеПсс, йена). Спектры фото-жмш мценции (<Ш и возбуждения изучались на спектро^лпориметре НГР-РА фирмы Хитачи (Япония), а такие на установке, собранной на базе мокохроматора БРУ-2. Спектры ЗПР измерялись на радиоспектрометре РЭ-1306 при температурах 77 и 310 К.

Облучение образцов при мощности дозы (1,2-4).103Р/с интег-ральклги дозами от 304до 109Гр проводилось на гамма-установке бас-сейпогого типа ИЯФ АН Республики Узбекистан, где в качестве источника гамма лучей используется изотоп Со60 (Еср = 1,25 ИзВ). Нейтро {коз облучение осуществлялось на реакторе ВВР-СН ИЯФ ЛII Респуб?1'.к-| Узбекистан при плотности потока 5.1013н/см2с Флюенсами

Л % оп о

от 10 э до 10 н/с|/". Термическая обработка образцов проводилась в му;?= шго.'! п,?чи через каядые 1С0°С до температуры 1000°0.

В третьей главе диссертации изложены экспериментальные результаты, полученные при воздействии т~ и тг»п- излучений, а такхе высокотемпературной обработки на спектрально-люминесцентные характеристики кварцевых труб, легированных церием. Исследовались такае кварцевые трубки, вытянутые из кварца Бразильского место-роЕдения, характеризуемого большим содержанием алюминия. Анализом спектров поглощения кварцевых труб, легированных церием, установлено, что под действием ионизирующего излучения наблюдается уменьшение интенсивности полосы поглощения 320 нм, обусловленной ионами Се3+, появление и рост с дозой облучения полосы поглощения в области 270 нм, которая приписывается ионам Се4+.

В видимой области спектра церийсодераащих кварцевых труб вакуумного наплава под действием радиации наводится полоса поглощения в области 550 нм,связанная образованием алюмодырочных центров. Следует отметить, что интенсивность ее значительно меньше, чем в бесцериевых кварцевых трубках. В трубках ке водородного наплава с церием данная полоса поглощения не навелась при г-облу-чении до 5.108Гр.Это показывает,что присутствие церия в кварцевых трубках существенным образом сникает вероятность образования видимой окраски.Последнее подтвервдает имеющиеся в литературе данные об увеличении РОУ силикатных и кварцевых стекол посредством легирования их церием.

При дозах у-радиации Д^. >107Гр и флюенсах нейтронов Ф > 1017н/см2 все церийсодераащие кварцевые трубки приобретают еелтую окраску и на спектре поглощения наблюдается увеличение оптической плотности в области 400 нм. Как плотность радиаци-онно-наведенной аэлтой окраски, так и интенсивность поглощения в области 400 нм зависят от метода наплава кварцевого стекла,а такие от вида и дозы радиации. При изодозном облучении она значительно больше в образцах вакуумного наплава. С увеличением дозы облучения интенсивность полосы 400 нм, и следовательно плотность аелтой окраски растет, но при определенном флюенсе нейтронов происходит уменьпение ее интенсивности. Если обесцвечивание желтой окраски в образцах вакуумного наплава наблю-.

л а г>

даетси при флюенсе 4=10 н/сг, то для образцов водородного наплава такой процесс происходит при С>=1020н/см2. Облучение церий-содераащих кварцевых труб у-лучами вплоть до дозы 5.108Гр на

привело к обесцвечиванию яелтой окраски.

При этом в спектре оптического поглощения наряду с уменьшением интенсивности полосы в' области 400 нм наблюдается восстановление и рост интенсивности полосы с максимумом 320 нм, присущей ионам Се3+.

В спектрах ИК-поглощения церийсодерзгащих кварцевых трубок

7 17?

водородного наплава при 010 Гр и Ф > 10''н/смл наблюдается

увеличение интенсивности ОН-полосн с максимумом 3630 см-1. В

трубках яе вакуумного наплава,в которых до облучения содержание

водорода было ниже предела чувствительности ЭПР-спектрометра 1 п —Я

(<5.10 см ), при дозах обручения, соответствующих обесцвечиванию делтой окраски,в спектре ИК-поглощения регистрируется ОН-полоса, а в спектре ЗПР возникают сигналы от И0 и ^-центров. Эти данные свидетельствуют о том, что одной из причин обесцвечивания яелтой окраски в церийсодераацих кварцевых трубках слу~ гит вхоздение при облучении в стекло водорода и его радиационно-стимулированная диффузия.

Сопоставление полученных данных с литературными показывает, что при облучении церийсодеряащих трубок у-лучзми до Д^.<107Гр существенная часть ионов Се переходит в четырехвалентное состояние, что подтверждается появлением полосы поглощения в области 270 нм и уменьшением интенсивности полосы 320 нм. Однако желтая окраска при этом не наблюдается. На основе этих данных делается предположение, что не все ионы обуславливают яелтую окраску кварцевого стекла. По-видимому полосы поглощения при 270 нм и 400 нм обусловлены четырехвалентными ионами церия, имеющим.'! различные координации по кислороду.

При синтезе стекол ионы церия предпочтительно располагаются в узлах, окруженных тремя ионами кислорода:

0 0 0 0 — О — з! — 0 — Сэ3* + е+ —> О— з1— 0 — Со4 + (1)

I 4 1 чп

о 0 о 0

При малых дозах у-об.чучения происходит захват дырок на ионах

Се^, находящихся в окружении трех кислородов и образуются ионы Се'1+. в такой я» координации по кислороду.Это способствует сниае-

нню интенсивности полосы 320 им и появлении полосы поглощения при 270 им.

В процессе высокодозного у- и у,п-облучения в результате разрыва натянутых -51— 0 — Б1- связей и переключения немостиковых атомов кислорода к трехкоординированным ионам Се° их координация н валентность изменяется до четырех, что сопровождается появлением гедтой окраски н ростом поглощения в области 400 нм:

О

.4+

/

, г,сг,п) о

СУ 4 * >' I

0-51-.*-0—51—0

/ \

■61—0 —51— 0 —Со4 \ / \

000 \ / \ /

1 81 31 / \ / \

/ ООО

1 \ /

В1 / Ч

О' 'О

I I

с

Под действием реакторного облучения наряду с процессом (2) происходит обр-лзомчио у:яАоуаеямих атомов ккс/<>{одя которые (.последствии могут свячимться с трехкоордииир. ншшши ионами церия:

О О

)' 1 '

О

о

1 А,

О —51— 0-Со"' + 0.,

I 1

\

О

0—51— О—С ! I о о

.44

О

'■то тлк';е сс;цс)1'?'"т.'т''.я полном!:?-' г.елтоП окрики.

При гиси:п> |!еПт|оноь в структуру гтек.ча иэ

¡'■^г>ду;'1 в достга'чн-■ б-пко" г^лгч^тве вход;- "одород:

0 о

1 к

- -о—31—О — С'1-' --<!

I I

о о

Г, П

—>

—•«—л..

Со

я*

о

При этом заметно возрастает количество гидроксильных групп, что проявляется в росте интенсивности полосы "690 см~* в спектре ИК-поглощення.

В результате этой реакции четырехкоординиреватшй четырехвалентный церий переходит в трехкоордииированное трехвалентное состояние, что приводит"к обесцвечиванию желтой окраски и уменьшения интенсивности поглощения при 400 им. Интенсивность полосы поглощения ионов Се3*" в области 320 им и АД 430 им при этом возрастает.

Такал модель хорошо объясняет получение скспзргм-'нталыше результаты по зависимости плотности рчдизцйошю-нлведенной :.'елтс!1 окраски в цсрийсодерх.зг.:1х кварцевых трубхсх от присутствия в ста:.*"» недорода.

На основе данных по влияния г- и г,п-рлдизции на оптическое поглощение цериПсодерхтп.их кварцевых труб делается предположение, что ноны Се4+ в кварцевом стекле под деЛстзигм радиации могут изменять не только сшлгпюе состояние, но и спо.ч координация г:> кислороду.

Изучение спею роз ч'отолрчпнесиенцни показало, что в кварцевых трубках с церием при с-со0у1Дднии в области 310 им возникает интенсивное стечение ионов Се*я с .»пксгь>т?м в области 430 ш;, интенсивность кото|ого Г1'-'Д /г-яств^-м р.гг.чцик у^еиьгастс.ч.О уги>аНчскг<г» д.- г.ч облучения наряду дглы'оРлкч счптенгеи интенсивности ФЛ, н^блидлетея смешение максимума свечения п сторону бол;::их длин волн.Анализ спектров <1'Л показа л, что ионы Со- такте могут находнтьсл в раз'.тп-чк координационных состояниях. Это проявляется в спектрах -г? з п:',»? дну:

'3 1

ко»ч:онент полосы н п«* \ »ар?ктериэугг.ихся как мннч'-'ум дзуея "-1ч--симумамн свечения при 430 нч и 470 им (>. ^ -340 и 350 им, ссогпрт-ст1:-2нио). Л-'я проче) к и данного предположил было изучено вл«яип<? высокотемпературной (1000°с, в течении 2,4 и 10 час.) обработки образцов на их спектрглыше характеристики. Результата пксперг'ента. пт*м:»ли,»70 термог'брэб пка образцов приводит к изменение збсорбчч-сшшх и люминесцентных свойств цериевнх центров, аналогичном«н-б-

при облучен.и.Результаты, полученные при Ечсокотс"П2р"-туг-:>он с '-рЧ'отке, г пронес о кото;'. м легко изменять коог^ичлцт

Ы'1-1 ;;, по".¡"'сртдачт ^ .чпзчнчое пре"полс1т-тнне о мкоготипчссти ц?[:"'центр:'" в ч'ч'.о" от'к.-", хлртггсриэург.изгея не тог-кп

различной валентностью, но и отличающихся своим окружением.

О конфигурационных изменениях, происходящих в кварцевом стекле при высоких дозах f-облучения, свидетельствуют экспериментальные результаты, полученные при исследовании влияния радиации на спектры оптического поглощения кварцевых трубок водородного и вакуумного наплавов,вытянутых из кварца Бразильского месторождения, характеризующегося большим содерканием алюминия.

Проведенные исследования показали, что вид зависимости количества Е (AI)-центров, характеризующихся полосой поглощения в области 300 нм, от дозы облучения до 106-107Гр практически совпадает с известными ранее данными. Однако, при > 107Гр и флюенсах Ф>1018н/см2 наблюдается повторное увеличение интенсивности полосы 300 нм (рис.1.), плотность видимой окраски (полоса 550 нм), связанной с образованием алюмодырочных центров при этом уменьшается. Анализ хода дозных зависимостей полос поглощения 300 и 550 нм, а такие кинетики их термического отяига указывает не только на взаимосвязанность обеих алюминиевых центров, но и на преобразование при высоких дозах облучения и высокотемпературной обработке алюмодырочных центров в Е (А1)-центры.

Таким образом детальное исследование спектральных характеристик церийсодеряащих кварцевых труб, влияние на них у- и f,n-радиации и високотемпературной обработки показывает, что церий > в кварцевом стекле присутствует не только в различных валентных состояниях, но может изменять свою координацию по кислороду в зависимости от дозы облучения, термической обработки и окислительно-восстановительных условий синтеза. Изменение кислородного окружения ионов церия и алюминия при облучении свидетельствует о том, что в кварцевом стекле под действием высокодоэного f-об-лучэнчп, аналогично нейтронному облучению наряду с образованием элементарных структурных дефектов,происходят более глубокие конфигурационные изменения структуры стекла.

Четвертая глава посвящена исследованиям влияния примеси цери.л на радиационное дефёктообраэование в кварцевых трубках, наплавлен» в атмосфере водорода и в вакууме. ЗПР исследованиями показано, что присутствии церия в кварцевых трубках значительно снижает вероятность образования при /-облучении Е-центров. Э г<"■ v результат слу-йиг весомым подтверждением предположения, что !"нч церия, эф|ек-

Рис.1. Зависимость интенсивностей полос поглощения

300 нм (1,2) и 550 ни (1,2 ) кварцевых^трубок, наплавленных в атмосфере водорода (i.,51 ) и в вакууме ) от дозы у-облучения.

тивно преобразующие энергию электронного возбуядения в излучение, уменьшают тем самым вероятность безизлучательного распада влектрон-ных возбуждений на дефекты. Особенно это заметно в образцах, полученных электронаплавом в вакууме.^ак если в бесцериевых трубках вакуумного наплава при Д^.=107Гр Е-центров образуются почти в 4,5 раза больше, чем в цери (Содержащих образцах, то в водородсодержацих трубках ьта разница равна 1,5.

Лллее рассматривается влияние ионов церия на скорость образования таких дефектов, как немостиковые атомы кислорода,которые характеризуются полосой ФЛ с максимумом при 665 нм, и вакансий кислорода обуславливающих полосу ФЛ при 290 нм. На рис.2 приведены спектры ФЛ бесцериевых (кривая 1) и церийсо-дераацих (кривая 2) кварцевых трубок вакуумного наплава, у-облу-ченных дозой 5.10аГр.

Анализ спектров ФЛ нелегированных и легированных церием кварцевых труб показал, что при изодозном у~облучении интенсивности полос ФЛ 290 нм и 665 нм значительно меньше в образцах, содержащих Се3+. Из этого следует, что наличке Се3+сникает вероятность образования вакансий кислорода и немостиковых атомов кислорода при у-облучении кварцевого стекла. Следует отметить,что образование стабильных при комнатной температуре немостиковых атомов кислорода существенным образом зависит от наличия в кварцевом стекле водородных центров. Показывается, что если присутствие гидроксильних групп способствует возникновению HAK, то наличие свободного водорода сникает вероятность их стабилизации.

Уменьшение количества радиационных дефектов в яегирозанных ионами церия кварцевых трубках наблюдается и при реакторном облучении. Отмечается роль Еодорода в образования HAK и Е-центров, особенно при малых флюенсах нейтронов.

ВЫВОДЫ:

1. Впервые с использованием комплекса современных физических методов исследования показано, что присутствие ионов Се в кварцевом стекле не только повышает его радиационно-оптическую устойчивости к воздействию у- и у,п-излучений, но и скисает вероятность образования при безызлучательном распаде электронных возбуждений таких дефектов структуры, как трехкоординированные атомы кремния,

Л, нм

Рис.2.

Спектры фотолюминесценции бесцериевых (1) и цэриПсодеряащих (2) кварцевых трубок вакуумного наплава, у-облученного дозой 5.10вГр.

счкансни кислорода и некостиковие атоки кислорода.

2. Б кварцевом стекле ионы церия как в четырех-, так И в трехвалентном состояниях когут образовывать различные типа прическах центров, отличающихся координацией по кислороду.

3.Высокотемпературный длительный отяиг кварцевых труб вызывает изменения спектральных характеристик ионов церия, аналогичная пабд»дасм!ш при облучении. Последнее свидетельствует в пользу III едиолозенип, что многотипноеть цериевых центроз обусловлена изхекекием округлении примеси церип.

4. Радиационно-няведенная келтап окраска н поглощение в области 400 им в церййсодерзаяих кварцевых сзеклах обусловлены образованием четырехкоординированннх четырехвалентных нокез церия.

Показано,что под действием больших доз облучения и и>сокотеинературиой обработки за счет интенсивного переключения связок в кварцевом стекле происходит преобразование алнотдыроч-ках центров, поглозпвщкх в об части Б50 нм, в С Ш) -центры, характеризующиеся полосой поглощения с максичуюм ООО км.

6. Установлено, что присутствие водорода в кварцевом стекле препятствует радиационному сбрааовани» не только видимой окраски, но так::е Е (А1)~ и чешрохкоординированных Се*+-цеитров.

7. В кварцевом стекле при облучении высокими дозами т-ради-ации и флвенсами нейтронов наряду с образованием элементарных структурных дефектов, происходят более глубокие структурные нарушения, проявляющиеся в конфигурационных изменениях примесных ионов.

Катериали диссертации опубликованы с следуззшс работах:

1. Блинкова ГТБ., Г'асанов Э.И.Йнамов Т. 11., ХайдагоБа" 7,ТА. 0 роли водорода в преобразовании центров окраски в ободочках кпульсних источников света.//Препринт НЯФ АН УзОСР Р-9-147-ДСП, Тслконт. 1934.

2. Вахидов В.Л., Бяинкорд Г.Б., Браиловскзя Р.З.,Нуритдшюв И., Хайдарова Х.А. Спектроскопическое исследование образования собственных до^ктов в цорибс&дерячцчх кварцевых стеклах.//Тез. дт.с.*чдов VI симпозиума "Оптич'-очис и спектральные свойства стекол'-. - Рига.-198В.- 0.32-35.

3. Еликкевл Г.Б., Бахидов К.А., Исламов А.Х., Нурнтдинов П.

Хайдаропа Х.А. Подло роговое де^ектосбразованке в кварцевых сте:;-.'.ах при облучении иониаирувцкм излучение!!. //*из. и хии.стемл -1930.- 'i.ïi,а 4.- С.434-500.

4. Б'инксза Г. Б. .Вахидоа S.A., ¡'с.'.лпоз Д. X. ,Пурнтдш;оз и., Хайдарова Х.А. О роли преобразования энергии конизирукке! о излучения прм дефектообракованик в кварцепнх глзклах.//Тез.докл. VH-Bcec.си!'П.- Ленинград.-Î989.- С.240.

5. Блинкова г.Б., Исламов А.Х., Иуритдинов H.,"аПдаювл X. '. Влияние п.'азчч газового разряда на структуру кзарчесого с.с.:< "■=./•' Тез.докл.V Рсес.коифер.по врлинодейстБп з>сч?:>.-":1'(!ЛГ!;ул

чений с пллй-.-'.{.-Тгк'«ент.-15аэ.

G. Б?н1ког.я Г.Б., Исхэ'ов Л.X., Зур::?диксв и.,Хзйдчро{-л Праобра.-'орчя;ссбст.зеипх я при '.ьтчх рч.чианошк/х цсктроз ;; кварцевом стек~е при термическом от;-;:го.// '¿ез.де.и.П Респ. 1-е;:;. по 'УП.- 0:5.- 19Ö9.- С. 1.97-193.

7. Бдкгасоза Г.Б., Взхидоз п.А., Луритдиноз И.,Сялиева Г.!!., ХаПдароггд Х.А. Исследование шюготипкогти цериоаих центров в облученных КЕярп.еЕих стокл.г-г. // Т-'-з. дс:сл. Т.". Вееа.сиш.по сп.-ктргг-копии кристаллов, активированных иснэип ргдкозомелыш;; н nuj «;-ходннх геталлоз. - Ленинград.-1950.- С.164.

8. Блншсова Г.Б., Исламов Л.X.,Луритдиноз Н.,Салиева Г.П., Хайдарова Х.А. О природе радиацконно-наведенного центра свечении 2,3 зВ и кварцевом стекле. // Тез.докл.I Респ.конф.мол.уч.н преп. физики. - Фрунзе.-1930.- С. 81.

9. Блиикова Г.Б. ,Исламоз А.Х., Хайдарова Х.А. Преобразование, примесных центров окраски кварцевого стекла при внссжодозном облучении.// Тез.докл.I Fer.kohj.респ.Средней Азии и Казахстана по РОТ. - Самарканд.- 1991.- С.13.

Ю.Блинкова Г.Б.,Вахидов И. А. .Нуритдинов И.,Хайдарова Х.А. Влияние радиации на валентное состояние н координацию ионов церия в кварцевом стекле.//Тез.докл.Всес.сем.-сов."Спектроскопия лазерных материалов".- Краснодар.-1991.

Лыр'У