نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، پژوهشکده فیزیک و شتابگرها

2 پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، پژوهشکده فوتونیک و فناوری های کوانتومی

چکیده

اثرات رطوبت محیطی بر طیف یونولومینسانس بلورهای سنتز شده CsI:Na طی بازه زمانی بیش از ۵۰۰ روز بررسی شده است. با توجه به برد نوعی باریکه­های یونی به کار گرفته شده در یونولومینسانس، این روش برای بررسی اثرات رطوبت که در سطوح بیرونی سوسوزن­ها قابل آشکارسازی هستند، مناسب است. سه باند یونولومینسانس برای نمونه­ها مشاهده شدند که شامل لومینسانس ذاتی CsI و باندهای مرتبط با Na در ۳۱۰، ۴۲۰ و ۴۸۷ نانومتر هستند. نشان داده شد که شدت نسبی باند مرتبط با Na واقع در حدود ۴۲۰ نانومتر، به طور قابل توجهی بر حسب زمان قرارگیری سوسوزن در معرض رطوبت کاهش می­یابد و به سمت طول موج­های قرمز جابجا می­شود. با توجه به این که این باند، باند غالب در مقاصد آشکارسازی است، چنین تغییراتی در آن منجر به کاهش کارایی سوسوزن CsI:Na می­شود. همچنین مشاهده شد که شدت نسبی این باند برای نمونه­ای که در حضور مقادیر اندک رطوبت کوره رشد داده شده بود، در ابتدا بسیار ضعیف­تر بود و به رطوبت محیطی نیز کمتر واکنش نشان می­داد. نتایج این کار نشان دهنده قابلیت­های یونولومینسانس به عنوان روشی مناسب برای مشخصه­یابی سوسوزن­ها است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Ionoluminescence investigation of ambient humidity effects on CsI:Na scintillator crystal

نویسندگان [English]

  • Tahereh Nikbakht 1
  • Heidar Faripour 2

1 Physics & Accelerators Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute (NSTRI), 14395-836, Tehran, Iran

2 Photonics and Quantum Technology Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute (NSTRI), 14395-836, Tehran, Iran

چکیده [English]

Effects of ambient humidity on the ionoluminescence spectra of synthesized CsI:Na crystals were investigated for a time period of more than 500 days. Regarding the typical penetration depth of the applied ion beams in the ionoluminescence technique, it is suitable for investigating the humidity effects which are detectable at the outer surface of the scintillators. Three luminescence bands were observed for the samples, including CsI intrinsic luminescence and Na related bands, at ~ 310, 420 and 487 nm. It is shown that the relative intensity of the Na-related band, located at ~ 420 nm, significantly decreases over exposition time to humidity and exhibits considerable redshift. Since this band is the dominant one for detection purposes, its alteration leads to a decrease in the efficiency of CsI:Na scintillator. It was also observed that the relative intensity of this band for the sample which was grown in presence of trivial amount of humidity in the crucible, was initially much weaker and reacted less to the ambient humidity. The results of the present work demonstrate the capabilities of ionoluminescence as a suitable technique for scintillators’ characterization.

کلیدواژه‌ها [English]

  • CsI:Na scintillator
  • ionoluminescence
  • humidity effect
  1. K Imanaka, A H Kayal, A Mezger, and J Rossel, Status Solidi B 108 (1981) 449.
  2. V Yakovlev, L Trefilova, A Meleshko, and Y Ganja, Lumin. 131 (2011) 2579.
  3. E Khodadoost, and M A Araghi, Instrum. Methods Phys. Res. A, 942 (2019) 162351.
  4. X Ouyang, B Liu, X Xiang, L Chen, M Xu, X Song, J Ruan, J Liu, Ch Chen, Zh Zhu, and Y Li, Instrum. Methods Phys. Res. A, 969 (2020) 164007.
  5. X Sun, J Lu, T Hu, L Zhou, J Cao, Y Wang, L Zhan, B Yu, X Cai, J Fang, Y Xie, Zh An, Zh Wang, Zh Xue, A Zhang, Q Lu, F Ning, Y Ge, and Y Liu, Instrum. Methods Phys. Res. A, 642 (2011) 52.
  6. H Yuan, F Liy, H Zheng, and X Ouyang, Phys. Conf. Ser., 1053 (2018) 012077.
  7. L E Dinca, P Dorenbos, J T M de Haas, V R Bom, and C W E Van Eijk, Instrum. Methods Phys. Res. A, 486 (2002) 141.
  8. P Yang, Ch D Harmon, F P Doty, and J A Ohlhausen, IEEE Trans. Nucl. Sci., 61 (2014) 1024.
  9. N Markovic´, Z Siketic´, D Cosic, H K Jung, N H Lee, W T Han, and M Jakšic´, Instrum. Methods Phys. Res. B, 343 (2015) 167.
  10. S Calusi, E Colombo, L Giuntini, A Lo Giudice, C Manfredotti, M Massi, G Pratesi, and E Vittone, Instrum. Methods Phys. Res. B, 266 (2008) 2306.
  11. L Pichon, T Calligaro, V Gonzalez, Q Lemasson, B Moignard, and C Pacheco, Instrum. Methods Phys. Res. B, 348 (2015) 68.
  12. P D Townsend, Instrum. Methods Phys. Res. B, 286 (2012) 35.
  13. P D Townsend, M Khanlary, and D E Hole, Coat. Tech., 201 (2007) 8160.
  14. T Nikbakht, O Kakuee, and M Lamehi-Rachti, J. Lumin., 181 (2017) 246.
  15. T Nikbakht, O Kakuee, and M Lamehi-Rachti, Lumin., 171 (2016) 154.
  16. M Rodríguez-Ramos, M C Jiménez-Ramos, M García-Muñoz, and J García López, Instrum. Methods Phys. Res. B, 403 (2017) 7.
  17. W Kada, T Satoh, S Yamada, M Koka, N Yamada, K Miura, O Hanaizumi, Instrum. Methods Phys. Res. B, 477 (2020) 66.
  18. W Kada, I Sudić, N Skukan, Sh Kawabata, T Satoh, J Susaki, S Yamada, T Sekine, R K Parajuli, M Sakai, K Miura, M Koka, N Yamada, T Kamiya, M Jakšić, and O Hanaizumi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B, 450 (2019) 157.
  19. S Carturan, A Quaranta, A Vomiero, M Bonafini, G Maggioni, and G Della Mea, IEEE Trans. Nucl. Sci., 52 (2005) 748.
  20. A Quaranta, Nucl. Methods Phys. Res. B, 240 (2005) 117.
  21. A Quaranta, F Gramegna, V Kravchuk, and C Scian, Instrum. Methods Phys. Res. B, 266 (2008) 2723.
  22. A Quaranta, S Carturan, T Marchi, A Antonaci, C Scian, V L Kravchuk, M Degerlier, F Gramegna, and G Maggioni, Instrum. Methods Phys. Res. B, 268 (2010) 3155.
  23. T Nikbakht, and Y Vosoughi, Instrum. Methods Phys. Res. B, 537 (2023) 95.
  24. M Askari, A Taheri, M Mojtahedzadeh Larijani, A Movafeghi, and H Faripour, Instrum. Methods A, 941 (2019) 162329.
  25. A L Giudice, A Re, D Angelici, S Calusi, N Gelli, L Giuntini, M Massi, and G Pratesi, Bioanal. Chem., 404 (2012) 277.
  26. T Calligaro, Y Coquinot, L Pichon, and B Moignard, Instrum. Methods B, 269 (2011) 2364.
  27. T Calligaro, Y Coquinot, L Pichon, G Pierrat-Bonnefois, P de Campos, A Re, and D Angelici, Instrum. Methods B, 318 (2014) 139.
  28. T Nikbakht, B Yadollahzadeh, and M Zahmatkesh Isfahani, Instrum. Methods B, 489 (2021) 7.
  29. SRIM.com
  30. J Ch Hsu, and Y Sh Ma, Coatings, 9 (2019) 751.

ارتقاء امنیت وب با وف ایرانی