Радиолюминесцентные и оптические свойства конденсированных лазерных сред для прямой ядерной накачки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, доктор физико-математических наук Серегина, Елена Андреевна

• Серегина, Елена Андреевна
• доктор физико-математических наук
• 2003

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Серегина, Елена Андреевна

Введение.

Глава 1. Радиолюминесценция кристалла Y3AI5Oi2:Nd3+ и лазерных фосфатных стекол при возбуждении а-частицами и м осколками деления

1.1 .Параметры среды, необходимые для оценки энергетических характеристик лазера с ядерной накачкой.

1.1.1 .Характеристики спонтанного излучения, испускаемого средой при возбуждении тяжёлыми заряженными частицами.

1.2. Радиолюминесценция кристалла Y3Al50i2:Nd3+ и неодимовых фосфатных стёкол.

1.2.1. Краткий обзор литературы.

1.2.2. Методы измерения распределений Р(А-) и Q(t).

1.2.3. Процедура обработки экспериментальных данных.

1.2.4. Результаты измерений и их обсуждение.

1.3. Модель твердотельного лазера с ядерной накачкой.

1.4. Выводы.

Глава 2. Радиолюминесценция конденсированных лазерных • сред при гомогенном возбуждении продуктами ядерных реакций

2.1. Введение.

2.2. Метод измерения радиолюминесцентных характеристик конденсированных сред в потоках быстрых нейтронов.

2.3. Радиолюминесцентные характеристики лазерных неорганических жидкостей при их возбуждении продуктами ядерных реакций в потоке быстрых нейтронов.

2.3.1. Лазерные жидкости SOCl2-GaCl3-Nd3+.

2.3.2. Лазерные жидкости POCl3-SnCl4-Nd3+.

2.3.3.Лазерные жидкости S02Cl2-GaCl3-Nd3+.

2.3.4. Другие неорганические жидкости, активированные редкоземельными элементами.

2.4. Радиолюминесцентные характеристики урансодержащих лазерных неорганических жидкостей при их возбуждении продуктами ядерных реакций в потоке быстрых нейтронов.

2.4.1. Жидкости S0Cl2-GaCl3-U022+-Nd3+.

2.4.2. Лазерная среда ZnCl2-GaCl3-U022+-Nd3+.

2.4.3. Жидкости S02Cl2-GaCl3-U022+-Nd3+.

2.4.4. ЖидкостиРОС13-8пС14-1Ю22+-Ш3+.

2.5. Выводы.

Глава 3. Спектрально-люминесцентные и генерационные свойства жидких урансодержащих лазерных сред при оптическом возбуждении

3.1. Введение.

3.2. Методика измерения спектрально-люминесцентных характеристик при оптическом возбуждении среды.

3.3. Спектрально-люминесцентные свойства U02 в POCb-SnCU.

3.4 Исследование взаимодействия между уранилом и РЗЭ3+ в бинарном растворителе POCl3-SnCl4.

3.4.1. Метод определения концентрации сенсибилизационных комплексов

U022+ —»РЗЭ3+

3.4.2. Взаимодействие между U022+ и Nd3+ в POCl3-SnCl4.

3.4.3. Кинетика комплексообразования U022+ - Nd3+ в POCb-SnCU.

3.4.4. Взаимодействие 1Ю22+-РЗЭ3+ (Ln3+, Рг3+, Ег3+) в POCl3-SnCl4.

3.4.5. Взаимодействие между U022+ и Еи3+ в POCl3-SnCl4 и D20.

3.4.6. Взаимодействие между U022+ и Nd3+ в POCl3-ZrCl4.

3.4.7. Взаимодействие между U022+ и Nd3+ в РОС13-А1С13.

3.5. Исследование влияния уранила на генерационные свойства лазеров на неорганических жидкостях.

3.5.1. Лазерные жидкости P0Cl3-SnCl4-U022+-Nd3+.

3.5.2. Лазерные жидкости S02Cl2-GaCl3-U022+-Nd3+.

3.5.3. Лазерные жидкости P0Cl3-SnCl4-U022+-Eu3+.

3.6. Выводы.

Глава 4. Радиолюминесценция ионов редкоземельных элементов в уранилсодержащих неорганических жидкостях при гомогенном возбуждении а-частицами изотопов урана

4.1. Введение.

4.2. Методика абсолютных измерений выхода фотонов радиолюминесценции РЗЭ3+ при гомогенном возбуждении а-частицами.

4.3. Радиационно-химический выход возбуждённых ионов неодима в растворах P0Cl3-SnCl4-235U022+-Nd3+ и P0Cl3-ZrCl4-235U022+-Nd3+

4.4. Радиационно-химический выход возбуждённых ионов европия в растворах P0Cl3-SnCl4-235U022+-Eu3+ и D20-235U022+-Eu3+.

4.5. Радиационно-химический выход возбуждённых РЗЭ (Рг, Ег, Tb, Sm, Dy, Но, Y) в растворах P0Cl3-SnCl4-235U022+- РЗЭ3+.

4.6. Радиолюминесценция жидких и замороженных растворов POCl3-SnCl4-235U022+-Nd3+.

4.6.1. Введение.

4.6.2. Методика эксперимента.

4.6.3. Температурная зависимость радиолюминесценции Nd3+.

4.7. Выводы.

Глава 5. Оптические и лазерные свойства жидких сред при импульсном облучении на реакторе БАРС

5.1. Введение.

5.2. Методика экспериментов по исследованию оптических сойств жидкости, возбуждённой осколками деления.

5.3. Результаты измерения дополнительных потерь, наведённых осколками деления, и их обсуждение.

5.4. Результаты измерения усиления жидкости P0Cl3-SnCl4-235U022+-Nd3+, возбуждённой осколками деления

5.5 Анализ экспериментов в рамках модели жидкостного усилителя с ядерной накачкой.

5.6. Методика и результаты измерения эффективности накачки и времени жизни уровня 4F3/2 иона неодима при возбуждении осколками деления.

5.7. Модель жидкостного лазера с ядерной накачкой.

5.8. К вопросу о радиационной стойкости лазерных жидкостей.

5.9. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Радиолюминесцентные и оптические свойства конденсированных лазерных сред для прямой ядерной накачки»

Актуальность темы диссертации. Развитие новых лазерных технологий и их промышленное освоение требуют разнообразных и достаточно дешёвых источников лазерного излучения. В перспективе одними из таких источников могут стать лазеры и усилители с ядерной накачкой, в которых энергия деления атомных ядер прямо преобразуется в энергию лазерного излучения [1-3]. Сегодня уже известны более тридцати различных газовых сред, на которых получена генерация при накачке осколками деления [4,5], и показана принципиальная возможность преобразования энергии цепной реакции деления в лазерное излучение [6]. Однако параметры газовых лазеров с прямой ядерной накачкой (низкая эффективность накачки, невысокие удельные мощности лазерного излучения, большие габариты и т.д.) пока не могут в полной мере удовлетворить физиков.

Наряду с газовыми средами в лазерах широко используются конденсированные (твердотельные и жидкие) среды. Эти активные среды имеют большие времена жизни верхних лазерных уровней и высокие концентрации активных ионов, что позволяет получить большую мощность лазерного излучения. Для лазеров с ядерной накачкой конденсированные среды представляют особый интерес. В них можно гомогенно распределить делящееся вещество, что позволит на порядок увеличить эффективность ядерной накачки за счет полного использования энергии осколков деления при их торможении в конденсированной лазерной среде. Создание урансодержащей жидкой лазерной среды позволит осуществить прокачку лазерной жидкости и тем самым решить проблему отвода избыточного тепла, которая особенно актуальна в условиях ядерной накачки.

0 Несмотря на эти преимущества, исследования, связанные с поиском конденсированных активных сред и созданию на этих средах лазеров с ядерной накачкой значительно отстают от развития работ по созданию газовых лазеров с ядерной накачкой. Данное обстоятельство можно объяснить, во-первых, жесткими требованиями, предъявляемыми к конденсированной среде, которая должна содержать в своём составе делящееся вещество (например, уран-235) и при этом сохранять свои лазерные свойства. Во-вторых, явно недостаточной экспериментальной информацией о свойствах конденсированных лазерных сред при возбуждении тяжёлыми заряженными частицами. И, наконец, сложностью физических процессов, происходящих при преобразовании кинетической энергии тяжёлых заряженных частиц в оптическое излучение в конденсированных средах.

К началу исследований, представленных в диссертации, были известны v<9 всего несколько работ, в которых изучали радиолюминесцентные свойства жидких лазерных сред и которые носили противоречивый характер. Так, в работе [7] были исследованы в условиях реакторного облучения растворы хела-тов европия, содержащие уран-235, и получено, что эффективность преобразования кинетической энергии осколков деления в излучение иона Еи3+ составляет 4 %. Однако, в работе [8] при исследовании аналогичных растворов в условиях реакторного облучения была получена эффективность световыхода всего 0.01 %. В работах [9,10] изучали радиолюминесцентные свойства хела-тов европия при возбуждении растворов интенсивным импульсным пучком электронов с энергией 0.9 МэВ. Максимальный энергетический КПД преобразования энергии электронов в энергию возбуждения ионов европия составил 12%, что вполне удовлетворительно согласовывалось с данными работы [7]. В тоже время, в этих работах было отмечено, что органические растворители, к Щ которым относятся хелаты, являются фото и радиационно нестойкими средами и изменяют свои характеристики в процессе импульса накачки.

В конце 60-х и 70-е годы были созданы низкопороговые мощные лазеры на апротонных неорганических жидкостях, активированные неодимом, [11,13], и практически сразу в печати появились предложения по накачке этих лазерных жидкостей осколками деления ядер урана-235 [14]. Информация о первых экспериментах по исследованию радиолюминесценции апротонных неорганических жидкостей на основе оксихлорида фосфора в условиях реакторного облучения приведена в работах [8,15]. В этих работах было получено, что эффективность световыхода растворов, соактивированных Еи3+ и ураном-235, составила 0.08 % [8], а растворов соактивированных Nd3+ и ураном-235 - 0.1 % [15]. Таким образом, из работы [8] следует, что эффективность световыхода растворов европия в оксихлориде фосфора в 4-8 раз выше, чем хелатов европия. Поэтому, несмотря на низкие значения эффективности световыхода, полученные в работах [8,14] представляло несомненный интерес продолжить исследования радиолюминесцентных и оптических свойств апротонных неорганических жидкостей при их возбуждения тяжелыми заряженными частицами.

В начале 70-х годов появилось сообщение о радиолюминесцентных свойствах кристалла Y3Al50i2:Nd3+ [12] при накачке электронами с энергией Ее < 1 МэВ. В этой работе было измерено время жизни, спектры радиолюминесценции Nd3+, эффективность накачки, квантовый выход фотонов радиолюминесценции и впервые зарегистрировано индуцированное излучение иона Nd в условиях накачки ионизирующим излучением.

Кроме того, большое количество исследований, выполненных в области сцинтилляционных методов регистрации ионизирующего излучения, показали, что радиационная стойкость неорганических сцинтилляционных материалов намного выше, чем органических. Лидирующее положение по радиационной стойкости занимают кислородосодержащие сцинтилляторы [16]. Поскольку известные лазерные среды на основе кристалла Y3AI5O12, а также фосфатные стёкла и лазерные неорганические жидкости по своему составу можно отнести к кислородосодержащим материалам, то следует ожидать достаточно высокую радиационную стойкость этих материалов, что особенно актуально для ядерной накачки, и именно эти среды были выбраны для исследований на начальном этапе представленной работы.

Таким образом, потребности в создании лазеров и усилителей с прямой ядерной накачкой на конденсированных средах и недостаточная экспериментальная информация о процессах преобразования кинетической энергии тяжёлых заряженных частиц в свет в неорганических лазерных средах стимулировали исследования, представленные в настоящей работе.

Цель диссертационной работы состояла в разработке методик и проведении исследований, направленных на получение экспериментальной информации об оптических свойствах конденсированных лазерных сред при их возбуждении продуктами ядерных реакций, на изучение фундаментальных физических процессов, происходящих при преобразовании энергии тяжёлых заря

Ф женных частиц, в том числе осколков деления, в оптическое излучение, создание урансодержащей лазерной среды и построение моделей лазеров и усилителей с ядерной накачкой с учётом полученных экспериментальных данных.

Научная новизна работы определяется следующими результатами:

- разработаны и реализованы методы измерения параметров конденсированных лазерных материалов, необходимых для диагностики и оценки их перспективности в качестве активных сред оптических квантовых усилителей и

• „ лазеров с прямой ядерной накачкой;

- впервые получены данные по ширине и положению линии радиолюминесценции перехода 4F3/2 -» 41ц/2> а также времени жизни верхнего лазерного уровня 4F3/2 иона Nd3+ в лазерных фосфатных стёклах, в лазерном кристалле иттрий-алюминиевого граната и в лазерных неорганических жидкостях разного состава при их возбуждении тяжелыми заряженными частицами;

- впервые получены количественные данные об эффективности накачки верхних лазерных уровней трехвалентных ионов редкоземельных элементов в лазерных средах разного состава при возбуждении тяжёлыми заряженными частицами; показано, что эффективность накачки зависит как от матрицы, так и от иона редкоземельного элемента;

- исследованы спектрально-люминесцентные свойства новых урансодержащих лазерных жидкостей, активированных неодимом; обнаружено и изучено явление фотовосстановления уранила и его влияние на оптические свойства лазерных неорганических жидкостей разного состава;

- впервые в растворах P0Cl3-SnCl4-U022+-P333+ обнаружены гетерокомплексы, содержащие в своём составе ион уранила (UC>22+) и активный ион редкоземельного элемента (РЗЭ3+); изучена кинетика их образования и определены константы скорости комплексообразования;

- впервые при оптической накачке получена генерация на урансодержащих ап-ротонных жидкостях P0Cl3-SnCl4-U022+-Nd3+ и P0Cl3-SnCl4-235U022+-Nd3+;

- впервые получены данные по радиационно-химическому выходу возбуждённых ионов редкоземельных элементов при гомогенном возбуждении а-частицами изотопов урана в апротонных растворах разного состава;

- впервые измерены эффективность накачки и время жизни верхнего лазерного уровня 4F3/2 иона неодима при возбуждении лазерной жидкости POCl3-SnCl4

235 2+ 3+ осколками деления в условиях высокоинтенсивного облучения на импульсном реакторе;

- впервые измерено дополнительное ослабление света с Х = 1.052 мкм, наве

235 2+ денное осколками деления в неорганической жидкости POCl3-SnCl4- U02 в условиях высокоинтенсивного облучения нейтронами импульсного реактора;

- впервые получены данные по усилению света с X = 1.052 мкм жидкой средой P0Cl3-SnCl4-235U022+-Nd3+, возбужденной осколками деления в условиях высокоинтенсивного облучения нейтронами импульсного реактора;

- построена модель твердотельного лазера с ядерной накачкой;

- построены модели жидкостного лазера и усилителя с ядерной накачкой.

Научная и практическая ценность работы заключается в следующем

- разработаны и реализованы экспериментальные методы исследования и диагностики конденсированных лазерных сред для прямой ядерной накачки, которые позволяют отбирать перспективные среды для последующих технологических разработок по введению в них делящегося вещества и до постановки сложных и дорогостоящих генерационных экспериментов на импульсном реакторе оценивать энергетические характеристики лазера с прямой ядерной накачкой на отобранной среде;

- разработанные экспериментальные и расчетно-теоретические методики исследований и диагностики конденсированных сред могут быть использованы как для изучения процессов и механизмов преобразования энергии тяжелых заряженных частиц в энергию возбуждения активного иона, так и для создания новых материалов для лазеров с ядерной накачкой, сцинтилляционных детекторов ядерного излучения и конверторов, преобразующих энергию продуктов ядерных реакций в оптическое излучение;

- при непосредственном участии автора создана технология синтеза и получен патент на новый урансодержащий жидкостной лазерный материал на основе оксихлорида фосфора, которой по своим параметрам пригоден для использования в качестве активной среды лазера и усилителя с ядерной накачкой;

- разработанные модели усилителя и лазера с ядерной накачкой на конденсированной среде позволяют проводить предварительные расчеты оптимальных условий постановки усилительных и лазерных экспериментов на импульсном реакторе, рассчитывать коэффициент усиления, пороговые и энергетические характеристики лазера с учетом свойств конкретной урансодержащей лазерной среды, импульса накачки и параметров резонатора.

На защиту выносятся следующие основные положения и результаты: • Методические разработки:

- методы измерений временных распределений, распределений по длинам волн, абсолютного выхода фотонов радиолюминесценции и эффективности накачки лазерных кристаллов и стёкол при их гетерогенном возбуждении а-частицами и осколками деления;

- методы измерений временных распределений, распределений по длинам волн абсолютного выхода фотонов радиолюминесценции и эффективности накачки конденсированных лазерных сред при их гомогенном возбуждении продуктами ядерных реакций в условиях облучении нейтронами с энергией 14 Мэв;

- метод измерения эффективности накачки и радиационно-химического выхода возбуждённых ионов редкоземельных элементов в жидких лазерно-активных средах, содержащих уран-235, при их гомогенном возбуждении а-частицами;

- методы исследования оптических свойств конденсированных лазерно-активных сред при их облучении на импульсном реакторе БАРС-6.

- метод определения концентрации люминесцирующих гетероядерных комл I | плексов UO2 -РЗЭ в растворах.

• Результаты измерения спектров радиолюминесценции, коэффициентов ветвления, формы и ширины линии излучения с Х= 1.052 мкм, времени жизни и эффективности накачки уровня F3/2 иона неодима в кристалле Y3AI5O12 при возбуждении а-частицами и осколками деления.

• Результаты измерения эффективности накачки верхнего лазерного уровня 4F3/2 иона Nd3+ в апротонных неорганических жидкостях разного состава при возбуждении продуктами ядерных реакций.

2+

• Эффекты сенсибилизации и образования гетероядерных комплексов UO2 -РЗЭ3+ в растворах на основе оксихлорида фосфора.

• Экспериментальные и расчетные данные по силам осцилляторов, вероятностям переходов и матричным элементам излучательных переходов иона Ьи в растворах POCl3-SnCl4 и D20.

• Результаты измерения генерационных свойств лазеров на апротонных неорганических жидкостях, соактивированных ураном и неодимом, при оптической накачке. Эффект влияния возбужденного уранила (UO2 ) на мощность лазерного излучения иона Nd3+ в апротонных неорганических жидкостях P0Cl3-SnCl4-U022+-Nd3+ и S02Cl2-GaCl3-U022+-Nd3+.

• Экспериментальные данные по радиационно-химическим выходам возбужденных 3-х валентных ионов редкоземельных элементов в растворах на основе оксихлорида фосфора, содержащих уран-235.

• Результаты измерения наведенного осколками деления дополнительного по

235 2+ глощения света в неорганической жидкости POCl3-SnCl4- U02

• Результаты измерения усиления света с длиной волны 1.052 мкм лазерной

235 2+ 3+ жидкостью POCl3-SnCl4- U02 "Nd при возбуждении осколками деления.

Личный вклад автора. Все методические разработки и экспериментальные исследования проводились в подавляющем большинстве по инициативе, под руководством и при непосредственном участии автора, которая возглавляет научно-исследовательскую группу по конденсированным средам лазеров с ядерной накачкой с момента её образования (1987 г) и по настоящее время. Все результаты, выносимые на защиту, получены либо при непосредственном участии автора, либо лично автором. Анализ всего экспериментального материала, представленного в диссертации, был выполнен лично автором.

Апробация работы. Материалы, представленные в диссертации, опубликованы в работах [17-87], 19 из которых опубликованы в виде статей в реферируемых журналах, рекомендованных ВАК. Представленные материалы докладывались на международной конференции по лазерам «LASER"90» (США, 1990), на совещаниях по химии комплексных соединений XVII (Минск, 1990) и XVIII (Москва, 1996); на X Всесоюзном совещании «Физические методы в координационной химии» (Кишинев, 1990), на международных конференциях по физике ядерно-возбуждаемой плазмы и проблеме лазеров с ядерной накачке «ЛЯН'92» (Обнинск, 1992), «ЛЯ1-Г94» (Арзамас-16, 1994) и ЛЯН'02 (Снежинск, 2002), на XXI и XXII Съезде по спектроскопии (Звенигород, 1995 и 2001), на европейских конференциях по применению ускорителей в научных исследованиях ECAART-3 (Франция, 1993) и ECAART-6 (Германия, 1999), на симпозиумах по проблемам современной химии (Туапсе, 1995, 2000, 2001 и 2002 гг), на XVI Менделеевском съезде по химии (Санкт-Петербург, 1998), на 9-ой международной конференции по нетрадиционным энергетическим системам ICENES'98 (Израиль, 1998), на 1-ой международной конференции по инерциальному термоядерному синтезу IFSA'99 (Франция, 1999), на 5-ой международной конференции по возбужденным состояниям переходных элементов ESTE'Ol (Польша, 2001); на 1-ой Всероссийской конференции по прикладной химии высоких энергий (Москва, 2001), на 1-ой международной конференции по применению лазеров в исследованиях LAP'02 (Бельгия, 2002). Результаты исследований регулярно докладывались и обсуждались на научных семинарах в ГНЦ РФ ФЭИ, на семинарах в институте кристаллографии и в С.-П. РГПУ им. Герцена.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы экспериментальной физики», Серегина, Елена Андреевна

5.9. Выводы

На основании проведенных экспериментов и анализа полученных данных можно сделать следующие выводы.

Разработаны и реализованы методики измерения оптических и лазерных характеристик урансодержащих жидкостей, активированных неодимом, при возбуждении осколками деления в условиях интенсивного импульсного облучения нейтронами реактора БАРС-6.

Впервые проведены измерения энергии лазерного излучения с А, =

Л I

1.05 мкм прошедшего через жидкость POCI3 -SnCU -UO2 не содержащую и содержащую центры рассеяния, порожденные осколками деления. Это позволило определить коэффициент наведенных дополнительных потерь для электромагнитного излучения с А, =1.05 мкм, который составил (6±1) -10*3 см"1 при удельном энерговыделении осколков деления в жидкости равном 4.8 Дж/см3.

Из экспериментальных данных рассчитано сечение рассеяния а оптического излучения на паровых пузырьках, образующихся в жидкости при торможении в ней осколков деления. Из сравнения полученного значения

О 1 ст=(1.05±0.17)-10" см с теоретическим расчетом сечения рассеяния определен средний радиус паровых пузырьков R=(2.4±0.1)-10'5 см в предположении, что паровой пузырек имеет сферическую форму, и диаметр d=6.4-10"6 см в предположении, что пузырек имеет форму цилиндра длиной L=4.1-10'3 см. у I

Впервые для лазерной жидкости POCb-SnCU- UO2 -Nd экспериментально измерен линейный коэффициент усиления света с длиной волны 1.052 мкм. Получено, что коэффициент усиления компенсирует, а в некоторых случаях превышает наведенные осколками деления дополнительные потери света в жидкой среде.

Проведены расчёты в рамках модели жидкостного усилителя с ядерной накачкой и получено вполне удовлетворительное согласие с экспериментальными данными.

Впервые проведены измерения абсолютной эффективности накачки и времени жизни уровня 4F3/2 иона неодима при возбуждении осколками деления жидкости POCI3-S11CI4- UO2 -Nd в экспериментах на импульсном реакторе.

Разработана модель жидкостного лазера с ядерной накачкой. В рамках этой модели проведены расчеты пороговой энергии накачки и выходной энергии генерации жидкостного лазера на РОСЬ-БпСЦ- UO2 -Nd с накачкой осколками деления, которые показали, что жидкости, приготовленные по разработанной в ФЭИ технологии, удовлетворяют требованиям, предъявляемым к лазерным средам, и их можно рекомендовать в качестве активной среды жидкостного лазера с прямой ядерной накачкой.

Проанализированы зависимости оптических свойств жидкостей POCI3л I |

SnCl4- UO2 -Nd от дозы и мощности дозы поглощенного излучения. Сделан вывод, что урансодержащие лазерные неорганические жидкости POCh-SnCU-235UC>22+-Nd3+ являются радиационно стойкими средами и сохраняют свои лазерные свойства вплоть до поглощенной дозы (2±0.5)-104 Гр.

Заключение

Итак, в данной работе представлены методы и результаты исследований радиолюминесцентных и оптических свойств конденсированных сред для прямой ядерной накачки. Перечислим основные результаты и выводы работы.

1. Разработаны и реализованы методы исследования и диагностики конденсированных лазерных сред для прямой ядерной накачки, которые включают:

- методы измерения временных распределений, распределений по длинам волн, абсолютных выходов фотонов радиолюминесценции и эффективности накачки ионов неодима в твердотельных лазерных средах при их гетерогенном облучении а-частицами и осколками деления;

- методы измерения временных распределений, распределений по длинам волн, абсолютных выходов фотонов радиолюминесценции и эффективности накачки ионов активатора как в твердотельных, так и в жидких лазерных средах при их гомогенном возбуждении тяжёлыми заряженными частицами и ядрами отдачи, которые возникают в среде в результате нейтронных ядерных реакций при облучении материалов нейтронами с энергией 14 МэВ; методы реализованы с использованием ускорителя КГ-0.3 ФЭИ;

- метод измерения ослабления света с X = 1.052 мкм в урансодержащей лазерной среде при её возбуждении осколками деления в условиях импульсного облучения нейтронами реактора БАРС-6;

- спектроскопический метод определения излучательного времени жизни верхнего лазерного уровня иона активатора в жидких средах;

- расчетно-теоретические модели твердотельного и жидкостного лазера с ядерной накачкой.

2. Проведены измерения временных распределений, распределений по длинам волн, абсолютных выходов фотонов радиолюминесценции и эффективности накачки ионов активатора в конденсированных средах разного состава при возбуждении продуктами ядерных реакций. Получено, что время жизни уровня 4F3/2 иона Nd3+ в кристалле Y3Al5Oi2:Nd3+, в фосфатных стеклах и в неорганических жидкостях не зависит от сорта заряженных частиц, возбуждающих среду, и с точностью ±10 % совпадает с временем жизни, измеренном при оптическом возбуждении. Установлено, что контур одиночной спектральной линии радиолюминесценции Nd3+ в кристалле YjAlsO^rNd3* описывается лорен-цевым распределением, что указывает на преимущественно однородное уши-рение спектральной линии; ширина этой линии (А, = 1052 нм) составляет 0.70+0.04 нм при возбуждении кристалла осколками деления и 0.55±0.05 нм при оптическом возбуждении. Положение и ширина линий радиолюминесценции перехода 4F3/2->4In/2 иона неодима в лазерных неорганических жидкостях не зависят от способа возбуждения и совпадают со спектрами фотолюминесценции Nd3+.

3. Впервые получены данные об эффективности накачки 5 тяжелыми заряженными частицами верхнего лазерного уровня 4F3/2 иона неодима в конденсированных средах разного состава. Установлено, что величина эффективности накачки растет пропорционально росту концентрации неодима, в среде и зависит от состава матрицы. Эффективность накачки неодима в твердотельных матрицах составляет: 5 = 2.2±0.5 % в кристалле Y3Al5Oi2:Nd3+ ч/ч «>

CNd=0.6-10 см") и 5 = 0.38% в лазерном фосфатном стекле типа JITC40

1ЧЛ Л

Сш = 2.9-10 см' ). Эффективность накачки неодима в лазерных неорганических жидкостях составляет: 5=5.2±1.0 % в SOCl2-GaCl3-Nd3+ (CNd = 8-Ю20 см"3); 5=2.4±0.3 % в POCl3-SnCl4-Nd3+(CNd = 3-Ю20 см"3); 5=1.4±0.3 % в S02Cl2-GaCl3-Nd3+ (CNd = 3-1020 см"3) и 5=0.5±0.1 % в ZnCl2-GaCl3-Nd3+ (CNd = 0.6-1020 см"3).

4. Впервые получены данные о спектрах радиолюминесценции и времени жизни ионов Eu3+, Tb3+, Sm3+ и Мп2+ в растворах на основе POCl3-SnCl4, ZnCb-GaCl3 или D2O при гомогенном возбуждении продуктами ядерных реакций. Показано, что время жизни метастабильных уровней перечисленных ионов в жидких средах не зависит от способа возбуждения среды. Впервые обнаружен эффект сенсибилизации ионов неодима ионами европия при возбуждении растворов POCl3-SnCl4-Eu3+-Nd3+ продуктами ядерных реакций.

5. Исследованы спектрально-люминесцентные и радиолюминесцентные свойства перечисленных в п.З лазерных неорганических жидкостей соактиви-рованных уранилом (U022+) и трехвалентными ионами неодима (Nd3+). Установлено, что в S0Cl2-GaCl3-U022+-Nd3+ и ZnCl2-GaCl3-U022+-Nd3+ уранил нестабилен и его добавление резко ухудшает лазерные свойства жидкостей. Показано, что среды на основе POCb-SnCU и S02Cl2-GaCl3 являются устойчивыми к введению уранильных соединений. Добавление соединений 1Ю2 в POCl3-SnCl4-Nd3+ и S02Cl2-GaCl3-Nd не изменяет время жизни верхнего лазерного уровня 4F3/2 иона неодима и не влияет на эффективность накачки иона неодима тяжелыми заряженными частицами в этих матрицах.

6. Спектроскопическими и люминесцентно-кинетическими методами изучены спектрально-люминесцентные свойства новых урансодержащих лазерных материалов на основе оксихлорида фосфора. Обнаружен эффект сенсибилизации ионов редкоземельных элементов Nd3+, Eu3+ и Ег3+ ионами уранила U02 в растворах на основе РОС13-МеС1п.

7. Разработан метод определения концентрации полиядерных комплексов, в которых происходит перенос энергии возбуждения от уранила к трехвалентным ионам редкоземельных элементов (РЗЭ3+) с последующей люминесценцией РЗЭ3+. С использованием этого метода проведён количественный анализ спектров возбуждения РЗЭ3+ в уранилсодержащих растворах. Установлена связь между эффективностью сенсибилизированной люминесценции, скоростью комплексообразования и нестойкостью гетероядерных комплексов, содержащих в своём составе два комплексообразователя РЗЭ3+ и U022+. Показано, что в жидкостях на основе растворителя POCl3-SnCl4 эффект сенсибилизации связан с внутрикомплексным переносом энергии возбуждения от U022+ к РЗЭ3+.

8. Изучены спектрально-люминесцентные свойства иона Еи3+ в POCI3-SnCl4-Eu3+, P0Cl3-SnCl4-U022+-Eu3+, D20- Eu3+ и D20-U022+-Eu3+. Получены новые данные о силах осцилляторов электромагнитных переходов Еи3+, о коэффициентах Джодца-Офельта для Еи3+ в этих растворах, о вероятности и коэффициентах ветвления спонтанных переходов с метастабильного уровня 5Do на низколежащие уровни Еи3+, получены квадраты матричных элементов для расчёта вероятностей спонтанных переходов с уровня 5Do иона европия. Определены константа скорости тушения уранила европием kq = (5±1)-105 л/(моль-с) и константа скорости переноса энергии возбуждения от уранила к европию с последующей люминесценцией европия ki = (3.7±0.5)-105 л/(моль-с). Показано, что за счёт эффективного переноса энергии возбуждения от уранила к европию можно получить лазерный эффект на Еи3+ при штатных режимах работы импульсной ксеноновой лампы.

9. Впервые получена генерация на ионе Nd3+ в уранилсодержащей жидкол I <5 I сти в условиях оптической накачки. Исследовано влияние возбуждённого и невозбуждённого уранила на лазерные свойства жидкостей P0Cl3-SnCl4-U022+-Nd3+ и S02Cl2-GaCl3-U022+-Nd3+. Обнаружен эффект фотовосстановления уранила в этих средах в процессе оптической накачки в его полосы поглощения. Установлено, что скорость фотовосстановления уранила в растворах P0Cl3-SnCl4-U022+-Nd3+ намного ниже скорости этого

I ч I процесса в растворах S02Cl2-GaCl3-U02 -Nd . Более стабильные растворы P0Cl3-SnCl4-U02 -Nd были рекомендованы для продолжения технологических разработок по улучшению ее лазерных свойств.

10. Предложен и реализован метод абсолютных измерений выхода фотонов радиолюминесценции растворов, соактивированных РЗЭ3+ и 2351Ю22+, при их гомогенном возбуждении а-частицами радиоактивного распада изотопов урана. Этим методом измерены выходы фотонов радиолюминесценции, определены радиационно-химические выходы возбуждённых ионов и эффективность накачки ионов редкоземельных элементов Pr3+, Nd3+, Sm3+, Eu3+, Tb3+, Dy3+,

I -J I i I i I

Ho , Er , Tm и Yb в неорганических растворителях разного состава. УстаЛ L -J I новлено, что Nd и Ей имеют наибольшие выходы возбуждённых ионов и

235 2+ з+ величину эффективности накачки в растворах POCl3-SnCl4- UO2 -РЗЭ , которые составили 1.5±0.2 и 0.8±0.2 возб.иона/100 эВ и 2.0±0.3 и 1.710.3 %, соответственно. Обнаружена зависимость выхода возбуждённых ионов от типа кислоты Льюиса, состава активного комплекса и наличия каналов внутриком-плексного переноса энергии. Показано, что в апротонных растворах ион-рекомбинационный механизм можно рассматривать как один из основных механизмов возбуждения активных ионов тяжёлыми заряженными частицами.

11. Разработана методика измерения выхода фотонов радиолюминесценции в зависимости от температуры среды в интервале от +25 до -70 °С. Выделена область температур от -10 до -18 °С, при которой растворы, находясь в замороженном состоянии, имеют выход фотонов радиолюминесценции такой же, как и при комнатной температуре.

12. Впервые измерено ослабление света с Х= 1.052 мкм в урансодержащей жидкости POCb-SnCU- UO2 , возбуждённой осколками деления. Получены данные о коэффициенте дополнительных потерь, связанных с рассеянием на треках осколков деления, который в среднем составил (611) -10"3 см"1 при удельном энерговкладе равном 4.8 Дж/см за импульс.

13. Впервые экспериментально измерен линейный коэффициент усиления света с длиной волны 1.052 мкм лазерной жидкостью P0Cl3-SnCl4-235U022+-Nd3+, возбужденной осколками деления. При концентрации ионов неодима 2.9-1020 см"3 и при удельном энерговкладе осколков деления 11 Дж/см3 за имл | ^^ пульс линейный коэффициент усиления составил (3.210.6)-10 см'. Получено хорошее согласие экспериментальных данных с расчетными, выполненными в рамках модели жидкостного усилителя с ядерной накачкой.

14. Впервые экспериментально измерены эффективность накачки 5 и время жизни верхнего лазерного уровня 4F3/2 иона Nd3+ при возбуждении лазерной ллг л I 1 I жидкости POCl3-SnCl4- UO2 -Nd осколками деления в условиях импульсного облучения нейтронами реактора БАРС-6. Получено 5=1.6±0.2% и т = 230±30мкс, что вполне удовлетворительно согласуется с данными, полученными при низкоинтенсивном возбуждении этой среды тяжелыми заряженными частицами.

ЛЛ* А I ^ I

15. Показано, что лазерные жидкости POC^-SnCLr UO2 -Nd являются радиационно-стойкими средами и сохраняют свои лазерные свойства вплоть до доз поглощенного излучения (2±0.5)-104 Гр.

16. В рамках модели жидкостного лазера с ядерной накачкой выполнены расчеты пороговой энергии накачки и мощности генерации для лазера на ак

ЛЛГ Л I Л I тивной среде POCl3-SnCl4- UO2 -Nd при накачке осколками деления в условиях облучения на реакторе БАРС-6. Из расчетов следует, что генерация на ионах Nd3+ может быть получена. Так, для активной среды с параметрами 5 = 1.5 %, 12 = 230 мкс и jiH = 7-10"3 см"1 при накачке импульсом осколков деления длительностью 140 мкс с удельным энерговыделением 7.5 Дж/см3, пороговая энергия накачки будет равна 4.3 Дж/см , а энергия генерации - 0.018 Дж/см .

17. Разработана и реализована методика приготовления лазерных жидкостей POCI3-S11CI4- UO2 -Nd с параметрами, соответствующими классу лазерных материалов. Получен патент на уран- и неодимсодержащую лазерную среду для жидкостных лазеров и оптических квантовых усилителей. Как показали проведенные эксперименты и расчеты, приготовленные лазерные жидкости POCI3-S11CI4- UO2 -Nd с параметрами: 1) концентрация неодима не меньше (2.5±0.5)-Ю20 см"3; 2) концентрация урана-235 в растворе варьируется в предечл чл л лах 0.2-10 - 0.6-10 см' ; 3) люминесцентное время жизни иона неодима не меньше 200 мкс; 4) линейный коэффициент неактивных потерь на длине волны генерации Nd3+ (к = 1052 нм) не больше 0.01 см"1, можно рекомендовать в качестве активной среды жидкостного лазера с прямой ядерной накачкой.

В заключение считаю своим долгом выразить глубокую благодарность за предоставленную тему и плодотворное сотрудничество на протяжении многих лет Дьяченко Петру Петровичу.

Я благодарна моим соавторам из института Общей и неорганической химии: прежде всего Куликовскому Б.Н. и его группе химиков, с которыми я сотрудничала более десяти лет, моим соавторам из Санкт-Петербурга профессору Батяеву И.М., Волынкину В.М. и Маркосову С.М. за предоставленные лазерные жидкости на основе хлористого тионила и хлористого сульфурила. Я приношу благодарность моему соавтору из ИОФ РАН профессору Коробки-ну В.В. за постоянный интерес к работе и полезные дискуссии. Я благодарна моим соавторам из Физико-энергетического института Андросенко А.А., Анд-росенко П.А., Калинину В.В. и Тараско М.З., с которыми совместно работала в разное время.

Особую благодарность я выражаю моим соавторам и сотрудникам нашей группы Тихонову Г.В., Добровольскому А.Ф. и Лапидусу В.И., а также сотруднику теоретической лаборатории Серёгину А.А. за плодотворную совместную работу на протяжении многих лет.

Считаю своим долгом выразить благодарность руководству отделения ядерной физики и персоналу ускорителя КГ-0.3 за организацию работ на ускорителе, Самылину Б.Ф. за помощь и дружеские советы при проведении работ на ускорителе КГ-0.3, Боховко М.В. за помощь в организации импульсного режима работы ускорителя КГ-0.3.

Я благодарна персоналу реакторно-лазерного комплекса за организацию работ на реакторе БАРС-6 и за помощь в проведении экспериментов.

Я благодарна руководителю лаборатории Полетаеву Е.Д. за постоянный интерес и полезные дискуссии, а также всему коллективу лаборатории «Атомных возбуждений», где была выполнена эта работа.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Серегина, Елена Андреевна, 2003 год

1. Dyachenko P. P., Zrodnikov A. V., PupkoV. Ya., Korobkin V. V. and Prokhorov A. M. Conception of a Combined 1.F and a Fission Reactor-Laser Driver II Fusion Technology. 1991. V. 20. No. 4. P. 969-976.

2. Зродников А. В. Перспективы применения лазеров с ядерной накачкой в науке, технике и технологии II Труды I межд. конференции «Физика ядерно-возбуждаемой плазмы и проблемы лазеров с ядерной накачкой», 26-29 мая 1992 г., Обнинск. Т.1. С. 122-143.

3. Lipinski R. J., McArthur D. A. Applications for Reactor-Pumped Lasers II Труды II межд. конференции «Физика ядерно-возбуждаемой плазмы и проблемы лазеров с ядерной накачкой», 26-30 сентября, 1994 г. Арзамас-16. 1995. Т.1.С. 44-51.

4. Miley G.H. Overview of Nuclear Pumped Lasers И Труды I межд. конференции «Физика ядерно-возбуждаемой плазмы и проблемы лазеров с ядерной накачкой», 26-29 мая 1992 г., Обниск. Т.1. С.40-53.

5. Карелин А.В., Синянский А.А., Яковленко С.И. Лазеры с ядерной накачкой и физические проблемы создания реактора-лазера // Квантовая электроника. 1997. Т. 24. № 5. С. 387-414.

6. Гулевич А.В., Дьяченко П.П., Зродников А.В., Кононов В.Н., Прохоров Ю.А., Пупко В .Я. Энергетический макет лазерной системы от импульсного реактора И Атомная энергия. 1996. Т.80.Вып. 5. С.361-365.

7. Matovich Е. In Pursuit of a Pulsed Homogeneous Nuclear Laser // International Quantum Electronics Conference, Miami, May, 1968. IEEE Journal of Quantum Electronics. 1968. QE-4. P. 379.

8. Бурмасов B.C., Долгов-Савельев Г.Г., Князев Б.А., Фокин Е.П. Люминесценция жидких органических растворов при возбуждении электронным пучком II Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1972. Т.62. Вып. 6. С. 2019-2025.

9. Князев Б.А., Моралёв В.М., Фокин Е.П. Люминесценция комплексов европия при возбуждении импульсным электронным пучком II Оптика и спектроскопия. 1976. Т.40. № 1. С. 93-98.

10. Бужинский И.М., Жаботинский М.Е., Жаворонков Н.М., ЛебедевВ.Г.,

11. Малышев Б.Н., Рудницкий Ю.П., Цапкин В.В., Эллерт Г.В. Активные вещества для ОКГ и ОКУ на основе соединений фосфора II ДАН СССР. 1969. Т. 185. №6. С. 1306- 1308

12. Зарецкий А.И., Владимирова С.И., Кириллов Г.А., Кормер С.Б., Негина

13. B.Р., Сухарев С. А. Некоторые характеристики ОКГ на неорганической жидкости POCh-SnClrNd3*. //Квантовая электроника. 1974. Т. 1. № 5.1. C. 1180-1184.

14. Mansfield C.R., Bird P.F., Davis J.F. The LASL Program in Nuclear Pumped Liquid Lasers II Transaction of First International Symposium on Fission Induced Plasmas and Nuclear Pumped Lasers. Orsay. France. May 23-25. 1978. P. 399-404.

15. Воронько Ю.К., Нолле Э.Л., Осико В.В., Тимошечктн М.И. Индуцированное излучение при возбуждении электронным пучком II Письма в ЖЭТФ. 1971. Т.13. С. 125-128.

16. Викторов Л.В., Скориков В.М., Жуков В.М., Шульгин Б.В. Неорганические сцинтилляционныематериалы //Неорганические материалы. 1991. Т. 27. № 10. 2005-2029.

17. Серёгина Е.А., Калинин В.В., Шевчук О.Д., Дьяченко П.П., Спектрально-люминесцентные свойства иттрий алюминиевого граната, активированного неодимом, при возбуждении а-частицами и осколками деления Н Препринт ФЭИ-2053. Обнинск. 1989. 16 с.

18. Дорофеев Ю.Б., Дьяченко П.П., Полетаев Е.Д., Серёгина Е.А. Подпорого-вая диагностика активных сред для лазеров с ядерной накачкой II Препринт ФЭИ-2070. Обнинск. 1990. 17 с.

19. D'yachenko P.P., Dorofeev Yu.V., Poletaev E.D., Seregina E.A., Korobkin

20. V. V. Subthreshold Diagnostics ofActive Media for Direct Nuclear Pumped Lasers II Proc. of Int. Confer. LASER'90. Dec.10-14.1990 STS.PRESS. Mc. LEAN. 1991. P. 835-842.

21. Батяев И.М., Суханов С.Б., Свиридов В.В., Кишалов Ф.М., Дьяченко П.П., Серёгина Е.А. Эффект стимулированного излучения ионов Nd3* в неорганической лазерной жидкости POCl3-Sn Cl^Nd3 ¥-U022+ II Оптика и спектроскоп. 1991. Т.71. № 4. С. 675-676.

22. Колобков В.А., Серёгина Е.А., Серёгин А.А., Тихонов В.Г. Абсолютные измерения выходов фотонов люминесценции ионов в POCls-SnCU при возбуждении а-частицами 235UIIXXI съезда по спектроскопии. Звенигород, 1995. Тезисы докладов. С.104.

23. Серёгина Е.А. Проблемы поиска лазерно-активных сред для преобразования энергии деления атомных ядер в когерентное электромагнитное излучение II Химическая физика. 1996. Т. 15. № 8. С. 23-27.

24. Серёгина Е.А., Тихонов Г.В. Комплексообразование ионов Nd3+ и UO 2 в бинарном апротонном растворителе POClySnCU II Химическая физика. 1996. Т. 15. №8. С. 116-119.

25. Новодережкина Т.Л., Борина А.Ф., Серёгина Е.А., Куликовский Б.Н. О взаимодействии между ураном и неодимом в бинарном апротонном растворителе И Координационная химия. 1996. Т.29. № 10. С. 797-801.

26. Колобков В.А., Серёгина Е.А., Серёгин А.А. УФ и видимое излучение кристалла иттрий алюминиевого граната, активированного неодимом, прищ возбуждении альфа частицами плутония-23911 Препринт ФЭИ-2551. Обнинск. 1996. 12 с

27. Дьяченко П.П., Серёгина Е.А., Тихонов Г.В. Активный материал для жидкостных лазеров и усилителей. II Патент РФ № 2075143. 10.03.97. 3 с.

28. Серёгина Е.А., Серёгин А.А. Метод определения концентрации взаимодействующих пар уранил трехвалентный ион неодима в бинарном апротонном растворителе на основе оксихлорида фосфора II Препринт ФЭИ-2640. Обнинск. 1997. 12 с.г

29. Тихонов Г. В., Серёгина Е. А. Свойства уранила в апротонных растворах P0a3-SnClrU022+ II Избранные труды ГНЦ РФ-ФЭИ. 1997. С. 120-126.

30. Серёгина Е.А., Тихонов Г.В., Серёгин А.А., Калинин В.В. Радиолюминесценция трёхвалентных ионов европия в неорганических растворителях при гомогенном возбуждении а-частицами урана/1 Препринт ФЭИ-2686. 1998. 16 с.

31. Seregina Е.А., Dobrovolskiy A.F., D'yachenko P.P., Seregin A.A., Tikhonov G.V. Liquid Laser with Nuclear Pumping II Proc. of IX Int. Conf. on Emerging Nuclear Energy Systems (ICENES'98), Tel-Aviv, Israel, June 28 Juli 2, 1998. V.2. P. 824-827.

32. Серёгина E.A., Добровольский А.Ф., Калинин B.B., Серёгин А.А., Тихонов Г.В. Прохождение оптического излучения через жидкость, возбуждённую осколками деления II Химия высоких энергий. 1999.Т.ЗЗ. № 2. С.139-143.

33. Серёгин А.А., Дьяченко П.П., Лапидус В.И., Серёгина Е.А. Физические аспекты создания твердотельного лазера с ядерной накачкой II Квантовая электроника. 1999. Т. 26. № 2. С. 98-101.

34. Серёгин А.А., Добровольский А.Ф., Дьяченко П.П., Серёгина Е.А. Модель ^ жидкостного лазера с ядерной накачкой II Квантовая электроника. 1999. Т.27. №2. С. 127-130.

35. Серёгина Е. А., Борина А.Ф., Новодережкина T.JL, Куликовский Б.Н. Перенос энергии возбуждения и характеристика полиядерных комплексов в системе POCh-SnCU-UO2*-Na (Er) II Ж. неорганической химии. 1999. Т. 44. С. 1201-2007.

36. Куликовский Б.Н., Серёгина E. А., Борина А.Ф., Новодережкина T.JL Гете-рометаллические комплексы лантанидов и актинидов в апротонных неорганических растворителях // Украинский химический журнал. 1999. Т. 65.5.6. С. 56-64.

37. Серегин А.А., Серёгина Е.А. Возбуждение ударных волн при торможении осколков деления ядер урана-235 в жидкости II Препринт ФЭИ-2804. 1999. 16 с.

38. Серёгина Е.А., Тихонов Г.В. Радиационно-химический выход возбужденных ионов в бинарных апротонных растворителях на основе оксихло-рида фосфора II Химия высоких энергий. 2000. Т. 34. № 1. С. 33-37.

39. Серёгина Е.А., Тихонов Г.В. Радиолюминесценция жидких и замороженных растворов

40. POCl3-SnCl4- U022+-Nd3+ II Современная химическая физика. XII симпозиум. 18-29 сент. 2000 г. Туапсе. Тезисы докладов. С. 194-195.

41. Тихонов Г.В., Серёгина Е.А. Радиолюминесценция апротонных растворов неодима (III) при гомогенном облучении а-частицами II Современная химическая физика. XII симпозиум. 18-29 сент. 2000 г. Туапсе. Тезисы докладов. С. 227-228.

42. Seregina E.A., Seregin A.A., Tikhonov G.V. Energy transfer between UO2 and Eu3+ in POCh-Sn' 2002. p. 283-287.14

43. Eu in POCb-SnCU solutions // Journal of Alloys and Compounds, V.341 (1-2)

44. Серегин А. А., Серёгина E.A. Образование ударных волн при торможении осколков деления урана-235 в жидкости //Химия высоких энергий. 2001. Т.35. № 4. С. 316-321.

45. Серёгина Е.А., Серегин А.А., Тихонов Г.В. Сенсибилизация люминесценции европия (III) уранилом (VI) в бинарном апротонном растворителе POCl3-SnCl4. И XXII съезда по спектроскопии. Звенигород, 2001. Тезисы докладов. С. 153.

46. Серегин А.А., Серёгина Е.А. Силы осцилляторов и вероятности переходов иона Ей3+ в D20 и POCl3-SnCl4 II > город, 2001. Тезисы докладов. С. 243.дов иона Еи3+ в D20 и POCl3-SnCl4 И XXII съезда по спектроскопии. Звени

47. Серегин А.А., Серёгина Е.А. Жидкостной оптический квантовый усилитель с ядерной накачкой II Квантовая электроника. 2001. Т. 31. № 10. С. 831-834.

48. Серёгина Е.А., Серёгин А.А. Спектрально-люминесцентные свойства Ей3+ в неорганических апротонных растворителях D20 и POClySnCU / Оптика и спектроскоп. 2002. Т. 92. № 5. С.726-731.

49. Серёгина Е. А., Новодережкина Т.Л., Куликовский Б.Н. Спектрально-люминесцентные характеристики и перенос энергии возбуждения в растворе P0CL3-AIC13-U022+-N<^+ II Ж. неорганической химии. 2002. Т. 47. № 6. С. 1004-1009.

50. Серёгина Е.А., Серёгин А.А., Тихонов Г.В. Радиолюминесценция Еи3+ в растворах P0Cl3-SnCl4-235U022+-Eu3+ и D20-235U022+-Eu3+ И Химия высоких энергий. 2002. Т.36. № 4. С.259-264.

51. Серёгина Е.А., Серегин А.А., Тихонов Г.В. Радиолюминесценция европия (III) в урансодержащих неорганических растворах III Всерос. конференция по приклад, аспектам химии высоких энергий, 30 октября-2 ноября, Москва, 2001. Тезисы докладов. С. 140-141.

52. Тихонов Г.В., Серёгина E.A. О влиянии примеси воды на свойства лазер-но-активныхрастворов оксихлорида фосфора II Современная хим. физика. XIV симпозиум. 18-29 сент. 2002 г. Туапсе. Тезисы докладов. С. 118.

53. Серегина Е.А., Добровольский, Дьяченко П.П., Лапидус В.И., Тихонов Г.В. Термооптические характеристикиурансодержащей лазерно-активной жидкости при возбуждении осколками деления // Препринт ФЭИ 2944. Обнинск. 2002. 14 с.

54. Серёгина Е.А., Серёгин А.А., Тихонов Г.В. Радиолюминесценция жидких и замороженных растворов P0Cl3-SnCl4-235 U022+ -Nd3* II Препринт ФЭИ-2939. Обнинск. 2002. 12 с.

55. Серегина Е.А., Серегин А.А., Тихонов Г.В. Радиолюминесценция растворов P0Cl3-SnCl4-U022+-P333+ (РЗЭ: Sm; Dy; Но; Тт; Yb) // Препринт ФЭИ-2955. Обнинск. 2002. 16 с.

56. Звелто О. Принципы лазеров. М.: Мир. 1984.

57. Воронько Ю.К., Денкер Б.И., Осико В.В., Прохоров A.M., Тимошечкин М.И. Рентгенолюминесценция ионов редкоземельных элементов в кристаллах Y^hOn И Доклады АН СССР. 1969. Т. 188. № 6. С. 1258-1260.

58. Niklas A., Jelenski. W. X-ray Luminescence ofYAG:Nd3+ //Phys. Stat. Sol. (a). 1983. V. 77. P. 393-398.

59. Горбань И.С., Гуменюк А.Ф., Дегода В.Я., Сизонтова Е.И. О механизме рентгенолюминесценции Y3AI5O12H Оптика и спектроскопия. 1987. Т. 62. № 3. С. 596-600.

60. Батыгов С.Х., Воронько Ю.К., Маргиани Н.Г., Рыскин Н.Н. Особенности люминесценции неодима в гранатах при высокоэнергетическом возбуждении И Препринт ИОФАН. № 52. Москва. 1990. 16 с.

61. Гангрский Ю.П., Марков Б.Н., Перелыгин В.П. Регистрация и спектрометрия осколков деления. М.: Энергоиздат. 1981.

62. Система КАМАК, крейт и сменные блоки. ГОСТ26.201-80. М.: Изд. Стандартов. 1980.

63. Малышев В.И. Введение в экспериментальную спектроскопию. М. Наука. 1979.

64. Физика быстрых нейтронов. Под редакцией Дж. Мариона и Дж. Фаулера. Т. 1. С. 115-190. М.: Госатомиздат. 1963.

65. Тараско М.З. Метод наименьшего направленного расхождения в задачах поиска распределений И Препринт ФЭИ —1446. Обнинск. 1983.

66. Каминский А.А. Лазерные кристаллы. М.: Наука. 1975.

67. Каминский А.А., Миронов B.C., Багаев С.Н., Шау Б.Л., Джонсон В.Б. Новый лазерный потенциал диэлектрических кристаллов с ионами Nc?+ // Доклады РАН. 1994. Т.339. № 2. С. 182-185.

68. Шварц К.К., Экманис Ю.А. Электронномикроскопические исследования макродефектов и треков заряженных частиц в ионных кристаллах Н Радиационная физика. 1967. Т. 5. С. 259-295.

69. Корниенко В.А., Миньков Б.И. Выращивание, исследование и применение монокристаллов. Сб. научных трудов. № 15. Харьков. 1986. С. 58-67.fc) 104. Григорьев И.С. (ред.), Мейлихова Е.З. (ред.). Физические величины

70. Справочник). М.: Энергоиздат. 1991.

71. Алексеев Н.Е., Гапонцев В.П., Жаботинский М.Е., Кравченко В.Б., Рудницкий Ю.П. Лазерные фосфатные стёкла. М.: Наука. 1980. 352 с.

72. Kononov V.N., Bokhovko M.V., Dyachenko P.P. et al. Proceeding 8 Inter. Conf. Emerging Nucl. Energy Syst. (ICENES'96) ( Obninsk: IPPE, 1997, .v.l, p.336).

73. Шифрин K.C. Рассеяние света в мутной среде. М.: ГИТТЛ. 1951.

74. Зуев В.Е. Распространение видимых и инфракрасных волн в атмосфере. М.: Сов. Радио. 1970.

75. Бычков В.М., Манохин В.Н., Тищенко А.Б., Пляскин В.И. Сечения пороговых реакций, вызываемых нейтронами (Справочник). М.: Энергоиздат. 1982. 216 с.

76. Аникиев Ю.Г., Жаботинский М.Е., Кравченко В.Б. Лазеры на неорганических жидкостях. М.: Наука. 1986. 248 с.

77. Чулков Л. А. Программа расчёта эффективности нейтронов кристалломстильбена II Препринт ИАЭ 5244. Москва. 1974.

78. Андросенко П.А., Андросенко А.А. Возможности комплекса программ BRAND для моделирования нейтронно-физических экспериментов методом Монте-Карло II Препринт ФЭИ-1300. Обнинск. 1982.

79. Мочанов И.В., Бондарева Н.П., Бондарев А.С., Маркосов С.А. Спектрально-люминесцентные и генерационные свойства ионов Nd3+ в системах на основе неорганических жидких сред GaCl3-SOCL2 и А1С13$ SOCL2II Квант, электроника. 1982. Т. 9. № 5. С. 1024 1028.

80. Асланов Л.А., Гиляров О.Н., Куликовский Б.Н., Лебедев В.Г.,

81. Новодережкина Т.J1. Комплексообразование в системе хлорокисъ фосфора -лъюисова кислота — неодим II Координационная химия. 1982. Т. 8. С. 723736.

82. Батяев И.М., Морев С.Ю. Растворимость соединений и люминесцентно-спектралъные свойства иона неодима в растворах SC>2CL2-GaCl3 +-Nd3+ II Неорганические материалы. 1992. Т. 28. № 7. С. 1530-1533.

83. Батяев И.М., Кабацкий Ю.А., Морев С.Ю. Спектрально-люминесцентные и генерационные свойства иона Nd3+ в системе на основе S02CL,2~GaCl3 -Nd3* II Журнал прикладной спектроскопии. 1991. Т. 55. № 2. С. 1340.

84. Казаков В.П., Шарипов Г. Л. Радиолюминесценция водных растворов. М.: Наука. 1986.

85. Батяев И.М., Шилов С.М., Канева Е.Н. Спектральные свойства ионов РЗЭ в стёклах на основе GaCl3-ZnCl2 II Журнал прикладной спектроскопии. 1989. Т. 51. №4. С. 693-695.

86. Агранович В.М., Галанин М.Д. Перенос энергии возбуждения в конденсированных средах IIМ.: Наука. 1978.

87. Носкова Л.Г., Белякова Н.Л., Свинаренко В.А., Батяев И.М. Жидкостные люминофоры на основе SOCI2 // Неорганические материалы. 1978. Т. 14. № 7. С. 1329-1332.

88. Батяев И.М., Морев С.Ю. Синтез и некоторые физико-химические свойства неорганической лазерной жидкости на основе хлористого сульфурила, активированной неодимом и ураном-238 II Журнал прикладной спектроскопии. 1994. Т.67. № 9. С. 1509-1513.

89. Батяев И.М., Кабацкий Ю.А., Морев С.Ю. Спектрально-люминесцентные и генерационные свойства ионов неодима в системе на основе SO2CL2-GaCl3 в присутствии ионов уранила II Оптика и спектроскопия. 1992. Т. 72. № 6. С. 1489-1493.

90. Melamed N.T., Hirayama С., French P.W. Laser Action in Uranyl-Sensitized Nd-Doped Class II Appl. Phys. Lett. 1965. V. 1, No. 3. P. 43-45.

91. Бужинский И.М., Жаботинский M.E., Жаворонков H.M., ЛебедевВ.Г., Малышев Б.Н., Рудницкий Ю.П., Цапкин В.В., Эллерт Г.В. Активные вещества для ОКГ и ОКУ на основе соединений фосфора II Доклады АН СССР. 1969. Т. 185. № 6. С. 1306 1308

92. Виноградов Е.Е., Кириленко Н.А., Красилов Ю.И., Лебедев В.Г., Рюриков В.Ф., Эллерт Г.В. Уранилсодержащие нитратные стёкла II

93. Неорганические материалы.1974. Т. 10. № 4. С. 701-708.

94. Сытько В.В., Алешкевич Н.И., Анисова JI.A., Комяк А.И., Кондратенко

95. B.И., Тихова E.JI. Механизм переноса энергии электронного возбуждения от UOi+ кЕив+ в фосфатных стёклах //Журнал прикладной спектроскопии. 1989. Т.51. № 4 С. 665-670.

96. Сытько В.В., Красилов Ю.И., Алешкевич Н.И., Кузнецов Н.Т., Трофимова

97. C.И. Спектрально-люминесцентные свойства и перенос энергии электронного возбуждения от UO2 к Еи3+ в Cs4Eu2U02(P207)3 //Оптика и спектроскопия. 1985. Т. 59. № 2. С. 322-327.

98. Сытько В.В., Умрейко Д.С. Перенос энергии от иОг2+ к Ln3+ в кристаллах Cs4Ln2U02(P207)3//Журнал прикладной спектроскопии. 1994. Т. 63. № 2 С. 269-273.

99. Гапонцев В.П. Исследование спектрально-кинетических и релаксационных характеристик ионов UO2+ методами лазерной спектроскопии. Канд. Диссертация. М.: ИРЭ АН СССР, 1972.

100. Kropp J.L. Energy Transfer in Solution between UO2+ and Eu3+ II J. Chem Phys. 1967. V. 46. No. 3. P. 843-847.

101. Tanner S.P., Vargenas A.R. Energy Transfer between Uranyl(VI) and Europium(III) in Aqueous perchlorate Solution II Inorg. Chem. 1981. V. 20. No. 12. P. 4384-4386.

102. Гаевой Г.М., Жаботинский М.Е., Краевский C.JL, Рудницкий Ю.И., Эллерт Г.В. Перенос энергии между люминесцирующими центрами уранила в полифосфорной кислоте // Неорганические материалы. 1971. Т. 7. № 1. С. 82-85.

103. Жаботинский М.Е., Краевский СЛ., Милявсий Ю.С., Морозова JI.A., Ружницкий Ю.П. Внутрикомплексный перенос энергии между ионами Р.З.Э. и уранила в растворах и стёклах II Журнал прикладнойспектроскопии. 1072. Т. 17. № 6. С. 1023-1026.

104. Левкин Л.В., Ральченко В.И. О строении активного комплекса в POCI3-SnCl4-Nd3+ // Квантовая электроника. 1975. Т.2. № 2. С.311-317

105. Тихонов Г.В. Растворение соединений урана(У1) в апротонной жидкости оксихлорид фосфора-тетрахлорид олова II Радиохимия. 1999. Т.41. № 2. С.112-115.

106. Рабинович Е., Бел форд Р. Спектроскопия и фотохимия соединений уранила. М.: Атомиздат. 1968. 343 с.

107. Nakamoto К. Infrared spectra of inorganic and coordination compounds. Wiley. New York. 1963. 112 p.

108. Ермолаев В.Л., Свешникова Е.Б. Применение люминесцентно-кинетических методов для изучения комплексообразования ионов лантанидов в растворах // Успехи химии. 1994. Т. 63. № 11. С. 962-980.

109. Федорюк М.В. Обыкновенные дифференциальные уравнения. М.: Наука. 1980.

110. Eiring Н., Lin S.H., Lin S.M. Basic Chemical Kinetics. A Wiley-Interscience Publication; New York-Chichester-Brisbane-Toronto. 1980.

111. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. М.: Высшая школа. 1973. 479 с.

112. Carnall W.T., Fields P.R., Rajnak К. Spectral intensities of the trivalent lanthanides and actinides in solution II J. Chem. Phys.1968. V.49. No. 10. P. 4412-4423.

113. Carnall W.T., Fields P.R., Rajnak K. Electronic Energy Levels in the Trivalent Lanthanide Aquo Ions. J. Chem. Phys.1968. V.49. No. 10. P. 4424-4454.

114. Callagher P.K. Absorption andfluorescence of europium (III) in aqueous solutions 1П. Chem. Phys. 1964. V.41. No. 10. P. 3061-3069.

115. Гайдук М.И., Гиляров O.H., Жаботинский M.E., Золин В.М., Кротова Л.В., Куликовский Б.Н., Лебедев В.Г., Эллерт Г.В. Центры люминесценции врастворах Р.З.Э. в оксихлоридах фосфора и селена II Неорганические материалы. 1970. T.VI. № 7. С. 1276-1280.

116. Carnall W.T. Handbook on the physics and chemistry rare earths. Amsterdam. Holland Publ. Co. 1979/ V. 3. P. 171-208.

117. Judd B. R. Optical absorption of rare-earth ions II Phys. Rev. 1962. V. 127. № 3. P. 750-761.

118. Ofelt G. S. Intensities of crystal spectra of rare-earth ions II J. Chem. Phys. 1962. V. 37. №3. P. 511-520.

119. Carnall W.T., Fields P.R., Rainak K. Electronic energy levels of the the trivalent lanthanide aquo ions. IV/Ei/+ И J. Chem. Phys. 1968. V.49. No. 10. P. 44504455.

120. Гайдук М.И., Золин B.M., Гайгерова JI.С. Спектры люминесценции европия. М.: Наука, 1974, 195 с.

121. Stein G., Wurzberg Е. Energy gap law in the solvent isotope effect on radiationless transitions of rare earth ions II J. Chem. Phys. (1975) V. 62. No. l.P. 208-213.

122. Axe J.D. Radiative transition probabilities within 4f configurations: the fluorescence spectrum of europium of ethylsulfate II J. Chem. Phys. 1963. V.39. No.5. P. 1154-1160.

123. Brecher C., French k.M. Spectroscopy and chemistry of aprotic N(f+ laser liquids /I J. Phys. Chem. 1073. V. 77. № 11. P. 1370-1377.

124. Brinkschulte H., Perchermeier J., Schimitschek E. Repetitively pulsed, Q-switched, inorganic liquid laser И J. Phys. D: Appl. Phys. 1974. V.7. P. 13611368.

125. Green M., Andreou D., Little V.I., Selden A.C. A multi-gigawatt liquid laser amplifier II J. Phys. D: Appl. Phys. 1976. V.9. P. 701-707.

126. Гиляров О.Н., Куликовский Б.Н., Лебедев В.Г., Новодережкина Т.Л., Ральченко В.И. Комплексообразование в системе POCli-NdCl^AICI3 // Координационная химия. 1981. Т. 7. № 3. С. 367-371.

127. Кравченко Э.А., Новодережкина Т.Д., Гиляров О.Н., Куликовский Б.Н., Лебедев В.Г. О строении некоторых комплексов оксихлорида фосфора по данным ЯКР 35CI II Ж. неорганической химии. 1980. Т. 25. № 6. С. 1720.

128. Батяев И.М., Соловьёв М.А. Комплексообразование неодима в системах хлорокиси фосфора с апротонными кислотами II Ж. физической химии. 1978. Т.53. № 11. С. 1588-1590.

129. Малышев Б.Н., Салюк В.А. действие эффективной линзы активного элемента на расходимость выходного излучения жидкого ОКГII Журнал технической физики. 1971. Т. 41. № 8. С. 1690-1696.

130. Blasse G. Scintillator Materials II Chem. Mater. 1994. V. 6. No.9. P. 1465-1475.

131. Марковский Л.Я., Пекерман Ф.М., Петошина Л.Н. Люминофоры. М. Л. 1966.

132. Пикаев А.К., Шилов В.П., Спицын В.И. Радиолиз водных растворов лантанидов и актинидов . М.: Наука. 1983. 240 с.

133. Юсов А.Б. О радиолюминесценции кюрия и лантаноидов в водных растворах II Радиохимия. 1987. № 1. С. 118.

134. Юсов А.Б., Перминов В.П., Крот Н.Н., Казаков В Л Изучение радиолюминесценции кюрия (III) в растворах II Радиохимия. 1986. № 3. С. 403-407.

135. Lakshman S.B.J., Moorthy L. Rama Optical absorption ofPr in aprotic POCl3-SnCl4 liquidII J. Quent. Spectr. 1983. V. 29. No 5. P. 439-444.

136. Lakshman S.B.J., Moorthy L. Rama Spectral studies ofNd and Er in POCl3-SnCl4 laser liquidII Appl. Phys. A. 1985. V. 38. P. 285- 291.

137. Шарипов Г. Л., Казаков В.П. Радиолюминесценция водных растворов ТЬ3+. Концентрационная зависимость интенсивности люминесценции II Оптика и спектроскопия. 1980. Т. 48. С.69-74.

138. Мешакин В.И. Механизмы радиолюминесценции редкоземельных ионов в лазерно-активных жидкостях на основе тяжёлой воды и оксихлорида фосфора. Препринт ФЭИ-2753. Обнинск. 1998. 20 с.

139. Андреева Т.А., Жаботинский М.Е., Левкин Л.В., Ральченко В.И. Спектрально-люминесцентные исследования растворов активных центровв POCl3-SnCU II Оптика и спектроскопия. 1974. Т.37. С.927

140. Януш О.В., Карапетян Г.О., Мосичев В.И., Чиняков С.В. Температурная зависимость люминесцентных характеристик растворов неодима в оксихлориде фосфора //Журнал прикладной спектроскопии. 1974. Т.20. № 3. С. 431-439.

141. Seitz F. On the theory of bubble chamber И Phys. of Fluids. 1958. V. 1. № 1. P. 2-31.

142. Александров Ю.А., Воронов Г.С., Горбунов B.M., Делоне Н.Б., Нечаев Ю.И. Пузырьковые камеры. Под ред. Делоне Н.Б., М.: Госатомиздат, 1963.

143. Дьяченко П.П., Еловский О.А., Прохоров Ю.А., Фокин Г.Н., Якубов П.А. Реакторно-лазерный комплекс стенд "Б" И Атомная энергия. 2000. Т.88, вып. 5. С.337-342.