Введение 7
1 Сцинтилляционные свойства стекол, активированных РЗИ и
безызлучательный перенос энергии (литературный обзор) 10
1.1 Электронная структура лантаноидов 10
1.2 Физико-химические свойства сцинтилляционных стекол, активированных
РЗИ 14
1.3 Люминесцентные свойства сцинтилляционных стекол, активированных
ионами РЗИ 20
1.4 Процессы переноса энергии возбуждения в твердом теле 20
Выводы по главе 1
2 Объекты исследования и техника эксперимента 26
2.1 Образцы и технология их изготовления 26
2.2.1 Методика импульсной катодолюминесцентной спектрометрии с
наносекундным разрешением по времени 28
2.22 Регистрация спектров ИКЛ на основе оптоволоконного спектрометра AvaSpeс 31
2.2.3. Измерения оптического поглощения образцов спектров 32
2.2.4. Регистрация стационарных спектров возбуждения и
фотолюминесценции 33
Выводы по главе 2
3 Экспериментальные результаты и их обсуждение 36
3.1. Оптические свойства стёкол активированных ТЬ3+/Се3+ с различной
концентрацией Се3+ 36
3.2 Фотолюминесценция фосфатных стекол активированных ТЬ3+/Се3+ 39
3.3 Импульсная катодолюминесценция стекол, активированных ионами
ТЬ3+/ Се3+ 41
3.4 Влияние концентрации церия на оптические и спектрально-кинетические характеристики люминесценции стекол, активированных ионами ТО^/Се^^
Выводы по главе 3. Заключение
4. Фининсовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 4.1Потенциальные потребители результатов исследования 51
4.1.2 SWOT-анализ 51
4.2 Инициация проекта 53
4.3. Планирование управления научно-техническим проектом 56
4.3.1 Иерархическая структура работ проекта 56
4.3.2. Контрольные события проекта 57
4.3.3 План проекта 57
4.3.4 Разработка графика проведения научного исследования 58
4.4.1 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ 61
4.4.2 Основная и дополнительная заработная плата исполнителей темы
63
4.4.3 Отчисления на социальные нужды 64
4.4.4 Накладныерасходы 65
4.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования 66
5. иальная ответственность 70
5.1Анализ вредных факторов на рабочем месте 70
5.1.1 Микроклимат 71
5.1.2 Шум 72
5.1.3 Освещенность 74
5.1.4 Электробезопасность 77
5.1.5 Электромагнитное излучение 79
5.1.6 Пожаровзрывоопасность 81
5.2 Организационные мероприятия обеспечения безопасности 84
5.3 Охрана окружающей среды 86
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 86
5.5 Особенности законодательного регулирования проектных решений 87
Заключение 89
Список используемых источников 90
Приложение А (английский язык) 98
Сцинтилляторы на современном этапе получили широкое распространение в качестве ключевых оптических узлов детекторов ионизирующих излучений. Широкий спектр полезных физико-химических свойств данных материалов делает сцинтилляционную технику весьма функциональной и востребованной для детектирования ионизирующих излучений и выдвигает ее на первый план среди остальных существующих техник аналогичного предназначения. Эволюция сцинтилляционных материалов, направленная на улучшение их характеристик, продолжается непрерывно [1].
Неорганическое стекло может выступать преобразователь рентгеновских лучей. Благодаря их уникальным свойствам - в видимом диапазоне спектра прозрачность, окружающей среды, достаточная прочность, стойкость против воздействия, гибкая технологичность, позволяющая относительно простыми средствами изготовлять изделия различной формы, стекло широко используется для изготовления измерительных устройств и конструктивных элементов различных приборов [2].
Оксиды редкоземельных элементов (РЗЭ) используют в качестве активаторов люминесценции стекол, как правило, Специфика физикохимических оксидов РЗЭ связана с особенностями наличием незаполненных орбиталей и их электронного строения.
Активированные стекла успешно «работают» в качестве преобразователей ионизирующего излучения различного типа. Благодаря им уникальным свойствам - в видимом диапазоне спектра прозрачность, гибкая технологичность, стойкость против воздействия окружающей среды, достаточная прочность, позволяющая изготовлять изделия различной формы, стекла являет перспективный сцинтилляционный материал.
Однако недостаток стекол, несмотря на значительные преимущества, проявляется в том, что они как правило, имеют низкую эффективность передачи энергии. Низкая сцинтилляционная эффективность может быть связана с плохой передачей энергии возбуждения к центрам высвечивания ввиду отсутствия дальнего порядка в стеклообразных структурах. Однако отсутствие дальнего порядка не может явиться препятствием для существования эффективного резонансного механизма передачи энергии возбуждения. Возможность увеличения светового выхода люминесценции заключается именно в целенаправленном формировании окружения иона активатора, и, следовательно, в формировании оптимальной структуры стекла, поиске путей и методов модификации стеклообразной матрицы [3]. Кроме структурных факторов, повышение сцинтилляционной эффективности в некоторых пределах может быть достигнуто за счет оптимизации концентрации активатора и подбора соактиватора. В качестве активаторов люминесценции стекол, как правило, используются оксиды редкоземельных элементов (РЗЭ).
Применение фосфатных стекол требуют новых подходов в объяснении физических процессов, происходящих в матрице. Исследованиям различных механизмов взаимодействия ионов РЗЭ между собой, и взаимодействие с самой матрицей или ее дефектами посвящено огромное количество работ [4-6].
В настоящее время ведутся исследования фосфатных стекол различного концентрационного состава активатора и соактиватора для получения оптимальных характеристик.
Объектом исследования в настоящей работе являются литий-фосфат- боратные стекла, активированные редкоземельными элементами (Tb, Ce).
Цель работы: экспериментальное исследование оптических и спектрально-люминесцентных характеристик литий-фосфат-борат-флюоридных сцинтилляционных стекол, активированных Tb/Ce
Основные задачи исследований:
1. Исследование оптических свойств литий-фосфат-боратных стекол активированных Tb/Се с различной концентрации ионов Ce.
2. Исследование спектров возбуждения люминесценции, фотолюминесценции, катодолюминесценции образцов стекол, активированных Tb/Се.
3. Исследование влияния типа и концентрации соактиватора на кинетику затухания люминесценции тербия в характеристических полосах.
4. Исследование зависимости кинетических характеристик затухания люминесценции от условий возбуждения (температуры, плотности энергии возбуждения).
5. Анализ процессов переноса энергии возбуждения между ионами тербия и церия.
Объем и структура диссертации
Диссертация содержит на 110 страницах машинописного текста и содержит 28 таблиц, 29 рисунков и библиографический список из 73 наименований, состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы;
Описана электронная структура лантаноидов. Рассмотренно строение фосфатных стекол. Описаны люминесцентные свойства стекол легированных РЗИ и безызлучательный перенос энергии (литературный обзор). Вторая глава посвящена описанию объектов исследования и техники эксперимента.
В третьей главе обсуждаются экспериментальные результаты исследований.
Показаны влияние концентрации Eu, Ce, Pr на оптические и спектрально-кинетические характеристики фотолюминесценции и катодолюминесценции стекол легированных Tb/Eu, Tb/Се, Tb/Pr.
Рассмотрено проведения - FAST - анализа установки «Импульс-». Приведена функционально - стоимостная диаграмма которой позволил выявить диспропорции между важностью функций и затратами на них. Описаны обеспечение производственной и экологической безопасности при выполнении научно - исследовательской работы. Представлен анализ опасных и вредных производственных факторов. Приводится расчет заземления для защиты от поражения электрическим током
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
