ВЛИЯНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОПТИЧЕСКОЕ ПРОПУСКАНИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ И ДВУХФАЗНОЙ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ГАЛОГЕНИДОВ ТАЛЛИЯ И СЕРЕБРА Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

ВКВО-2023- СТЕНДОВЫЕ

ВЛИЯНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОПТИЧЕСКОЕ ПРОПУСКАНИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ

И ДВУХФАЗНОЙ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ГАЛОГЕНИДОВ ТАЛЛИЯ И СЕРЕБРА

Кондрашин В.М., Львов А.Е., Салимгареев Д.Д., Южакова А.А., Пестерева П.В.,

Жукова Л.В.

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург * E-mail: l.v.zhukova@urfu.ru DOI 10.24412/2308-6920-2023-6-399-400

Научная лаборатория Волоконных технологий и фотоники Уральского федерального университета занимается разработкой и исследованием свойств монокристаллов и двухфазной, оптической керамики на основе галогенидов таллия (I) и серебра. Данные оптические материалы пропускают во всем ИК диапазоне, поэтому являются перспективными материалами на сегодняшний день. Одним из направлений в исследовании физических свойств материалов является изучение изменения оптического пропускания материалов под воздействием ионизирующего излучения для определения возможности использования их в среде с высоким радиационным фоном.

В рамках данной работы было изучено влияние Р-излучения на уровень и диапазон пропускания монокристаллов и двухфазной керамики на основе систем AgCl0.25Br0.75 - TlCl0.74Br0.26, TlBro ,4б1о,54 - AgCl0.25Br0.75. Были синтезированы образцы, составов 3, 6, 10, 32, 76 и 92 мол. % TlBr046I0 54 в AgCl0 25Br0 75, а также 3, 7, 31, 86 и 93 мол. % TlCl0. 74Br0.26 в AgCl0.25Br0.75 в лаборатории Волоконных технологий и фотоники по методам термозонной кристаллизации-синтеза, Бриджмена (при выращивании монокристаллов) и направленной кристаллизации [1]. Из полученных кристаллов и оптической керамики (в зависимости от состава и технологии синтеза) методом горячего прессования на установке Specac 15 ton изготавливались плоскопараллельные пластины толщиной 350±5 мкм [2].

Предварительно, перед облучением регистрировались спектры пропускания образцов всех составов на ИК-Фурье спектрометре IRPrestige-21 (Shimadzu) с использованием делителя луча на основе CsI и детектора DLaTGS, в диапазоне длин волн от 7800 до 240 см 1 (1.28-41,7 мкм). Спектры пропускания монокристаллов и оптической керамики на основе систем AgCl0.25Br0.75 - TlCl0.74Br0.26. TlBr0.46I0.54 - AgCl0.25Br0.75 представлены на рис. 1 и 2.

Монокристаллы и оптическая керамика подвергались поэтапному облучению в инновационно-внедренческом Центре радиационной стерилизации с использованием линейного ускорителя электронов УЭЛР-10-10С с энергией до 10 МэВ. После каждого облучения следовала регистрация спектров пропускания и их сравнение с данными для необлученного образца. Облучение проводилось поэтапно, с шагом в 200 кГр. Суммарная накопленная доза составила 800 кГр.

В результате исследования было установлено, что уровень пропускания оптических материалов после облучения снижается в диапазоне от 5 % до 12,5 % на длине волны 10 мкм, при этом монокристаллы и оптическая керамика не теряют своих оптических свойств и сохраняют диапазон пропускания от 0,46 до 60 мкм, в зависимости от состава.

Рис. 1. Спектры пропускания

TlBro.46lo.54 - AgClo. 75ВГ0.25

--3 моТ1С10 таВ^аГв AgClo^Br^

■ 7 мол, % TlCIn „Вг0 а в AgCI„ г5Вг<,

Рис. 2. Спектры пропускания AgClo. 75ВГ0.25 - TlClo. 74ВГ0.26

ВКВО-202 3 СТЕНДОВЫЕ

Рис. 3. Спектры пропускания 3 мол. % Рис. 4. Спектры пропускания 7 мол. %

Т1Вг0,46^0,54 в ^С10,25ВГо, 75 Т1С10,74ВГ026 в ^^0^0,75

В качестве примера результатов исследования на рис. 3 и 4 представлены спектры пропускания монокристалла состава 3 мол, % Т1Вг0,4610,54 в AgCl0,25Bг0,75 и оптической керамики состава 7 мол, % Т1С10,74Вг0,26 в AgQ0,25Br0,75 до и после облучения дозой 800 кГр. После максимального ионизирующего воздействия (800 кГр) уровень пропускания снизился не более, чем на 10 % относительно значений для необлученного образца. При этом наблюдалось также небольшое просветление в видимой и ближней ИК области, связанное с радиационным отжигом оптических материалов. Полученные в ходе эксперимента значения позволяют сделать вывод о том, что материалы на основе галогенидов серебра и таллия (I) обладают значительной радиационной стойкостью и имеют большой потенциал для использования этих материалов в условиях высокого радиационного фона, в том числе в качестве изделий волоконной оптики.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 21-73-10108, Шр8: //гес£ ги/ргфс^1-73-10108/.

Литература

1. Salimgareev D., et al, Opt Mat. 131, 112735 (2022)

2. Salimgareev D., et al, Opt. and Las. Tech. 158, 108906 (2023)

3. Корсаков А. и др., Бутлер. сообщ., 41, 3, 22-35 (2015)