Разработка запоминающих люминофоров для регистрации тепловых нейтронов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Сидоренко, Андрей Владимирович

• Сидоренко, Андрей Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Сидоренко, Андрей Владимирович

б

1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК НЕЙТРОННЫХ ЗАПОМИНАЮЩИХ

ЛЮМИНОФОРОВ

1.1 Принцип действия запоминающих люминофоров (ЗЛ) и люминесцентных экранов (ЛЭ).

1.2 Известные рентгеновские и нейтронные запоминающие люминофоры.

1.3 Физические процессы, происходящие в сцинцилляторах и 3JI.

1.3.1 Взаимодействие ионизирующей радиации с веществом.

1.3.2 Увеличение числа электронно-дырочных пар и их диссипация; транспорт энергии к центрам люминесценции; захват дырок и электронов.

1.3.3 Фотостимулированная люминесценция.

1.4 Возможные центры захвата электронов и дырок (примеры известных 3Л).

1.4.1 Дефекты решетки щелочноземельных галоидов.

1.4.2 Примесные ионы.

1.4.3 Дефекты в кристаллах боратов.

1.5 Требования к нейтронным ЗЛ.

1.5.1 Поглощение нейтронов.

1.5.2 Гамма - чувствительность.

1.5.3 Эффективность фотостимуляции и пространственная разрешающая способность.

1.5.4 Квантовая эффективность детектирования.

1.5.5 Выцветание.

1.6 Отбор материалов.

1.6.1 Выбор нейтронного преобразователя.

1.6.2 Выбор составов.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕТОДИКА И АППАРАТУРА

2.1 Методика приготовления исследуемых образцов.

2.2 Определение спектроскопических характеристик образцов.

2.3 Определение характеристик запоминания.

2.3.1 Термолюминесценция.

2.3.2 Фотостимулированная люминесценция (ФСЛ).

2.4 ЭПР методика.

3 ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ И ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ SR2B$09X:CE3\A+ (X=CL,BR, A=NA+,K+) ЛЮМИНОФОРОВ

3.1 Исследование люминесцентных и термолюминесцентных свойств Si^BiO^CE3^ (XCL3R, A^Na^K").

3.1.1 Люминесцентные характеристики Се3+в Sr^BsOgBr и Sr2BsOgCl.

3.1.2 Термолюминесценция Sr2Bs09^:Ce3+^i+.

3.1.3 Эмиссионные спектры, соответствующие TJI.

3.2 Обсуждение результатов исследования люминесцентных и ТЛ свойств Sr2B509X:Cej+,A+ (X=€l,Br, A^Na*,!?.*).

4 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ЗАХВАТА НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В SR2B50,BR:CE3+

4.1 Экспериментальные результаты.

4.1.1 Спектры ЭПР Се3+ в Sr2BjOgBr до радиационного облучения.

4.1.2 ЭПР исследования облученного чистого и активированного ионами Сеi+ SnBsOgBr.

4.1.3 Термолюминесценция после ультрафиолетового облучения.

4.1.4 Рентгенолюминесценция и термолюминесценция SrzBsOgBr, активированного Ей, Yb и Sm.

4.1.5 Спектры поглощения облученных образцов.

4.2 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

4.2.1 Радиационные дефекты в чистом БггВ&чВг.

4.2.2 Радиационные дефекты и происхождение ТЛ в Sr2BsO<)Br:Ce3*.

5 ЗАПОМИНАЮЩИЕ СВОЙСТВА ГАЛОБОРАТОВ, АКТИВИРОВАННЫХ СЕ3+ ИОНАМИ

5.1 Экспериментальные результаты.

5.1.1 Эффективность возбуждения, выход ТЛ и ФСЛ и длительность запоминания.

5.1.2 Сравнение ФСЛ и ТЛ свойств с коммерческими ЗЛ.

5.2 Количественное сравнение изучаемых галоборатов с BaFBr:Eu2+xGd203.

5.3 Поглощение ФСЛ и стимулирующих фотонов в слое люминофора.

6 СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СВОЙСТВА ЗАПОМИНАНИЯ

LILNSI04:CE3+,SM3+

6.1 Фосфоры, возбуждаемые инфракрасным излучением (ИК-ЗЛ).

6.2 Синтез силикатов.

6.3 Исследование спектроскопических характеристик и свойств запоминания LiLnSi04:Ce3+,Sm3+.

6.3.1 Спектроскопические свойства LiLnSi04'.Ce,Sm.

6.3.2 Термолюминесценция LiLuSiOj, активированного различными редкоземельными элементами.

6.3.3 Термолюминесценция LiLuSi04:C^*,Sm3+ и LiYSi04:Ce3+fSm3+.

6.3.4 Спектры возбуждения ФСЛ LiLuSi04:Ce3+,Sm3+ и LiYSi04:Ce3+,Sm3+.

6.3.5 ФСЛ LiLuSi04:C^+,Sm3+ и LiYSi04:C^+,Sm3+.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка запоминающих люминофоров для регистрации тепловых нейтронов»

Актуальность работы. Первые работы, в которых тепловые нейтроны использовались в кристаллографических исследованиях, были проведены в 1945 году. Начиная с того времени, роль позиционно-чувствительных детекторов для тепловых нейтронов постоянно росла, что привело к расширению области их применения - они начали использоваться при исследовании структуры разнообразных неорганических и биологических объектов на основе мало-углового рассеяния, нейтронного отражения и дифракции. Это послужило развитию нового направления — нейтронографии, связанному с регистрацией пространственного распределения интенсивности нейтронного потока. Развитие этого направления привело к появлению новой и интенсивно развивающейся области использования потоков тепловых нейтронов в радиографии и томографии.

Прогресс в этих направлениях непосредственно зависит от характеристик детектора потока нейтронов, а именно возможности с высокой чувствительностью и в широком динамическом диапазоне регистрировать пространственные распределения интенсивности потока нейтронов. В настоящее время в этих целях используют нейтронные люминесцентные экраны (нейтронный ЛЭ), представляющие собой гибкую пластину из полиэфирной пленки, на поверхность которой равномерно нанесен тонкий слой так называемого запоминающего люминофора (3JI) (размер зерен приблизительно 3 мкм). Этот ЗЛ после действия радиационного излучения способен люминесцировать под действием оптического возбуждения. Регистрируемая люминесценция называется Фотостимулированной Люминесценцией (ФСЛ).

Современные ЛЭ, содержащие ЗЛ, широко используются в рентгенографии, однако использование ЛЭ для регистрации тепловых нейтронов находится в начальной стадии. Между тем, условия эксплуатации ЛЭ для регистрации нейтронных потоков выдвигают специфические требования к ЗЛ. Дело в том, что источником тепловых нейтронов является ядерный реактор. Поэтому нейтронографические исследования проводят вблизи ядерного реактора в условиях высокого уровня фонового гамма-излучения. Это излучение регистрируется ЛЭ, и качество изображения, которое должно соответствовать нейтронному потоку - ухудшается. В нейтронном ЛЭ фирмы FujiFilm, который является единственным коммерческим нейтронным ЛЭ на сегодняшний день, использован ЗЛ с большим атомным числом, что делает этот ЛЭ высокочувствительным к гамма-излучению. Для того чтобы уменьшить влияние гамма-излучения, детектор потока нейтронов часто размещается далеко от ядерного реактора, что ведет к уменьшению нейтронного потока и, как следствие, к увеличению продолжительности эксперимента. В связи с выше изложенным, актуальным является проведение исследований, направленных на разработку новых 3JI для регистрации нейтронных потоков, обладающих пониженной чувствительностью к гамма-излучению. Это позволит расширить область практического применения тепловых нейтронов и люминесцентных экранов для их регистрации.

Цель работы заключалась в совершенствовании запоминающих люминофоров с пониженной чувствительностью к гамма-излучению для регистрации нейтронных потоков. Это включало в себя решение следующих задач:

J Поиск и отбор новых матриц и активаторов для потенциальных нейтронных запоминающих люминофоров, что потребовало изучения особенностей оборудования для проведения исследований с нейтронами. S Синтез выбранных соединений.

S Исследование люминесцентных и запоминающих свойств люминофоров. Выяснение природы центров люминесценции и захвата носителей в люминофорах, подвергнутых радиационному облучению.

Объектами исследования являются галобораты и силикаты, активированные редкоземельными ионами одного типа, дважды активированные ионами разного типа, а также дополнительно активированные однозарядными катионами.

Методы исследования. Исследуемые образцы были получены из исходных смесей с использованием методики приготовления твердых растворов. Экспериментальные исследования объектов проводились с использованием оптических спектральных методов, рентгенолюминесценции, ЭПР, термо- и фото стимулированной люминесценции.

Экспериментальные измерения рентгенолюминесценции, анализ, обработка и систематизация результатов исследования проводились в Санкт-Петербургском Государственном Политехническом Университете; измерения термо- и фото стимулированной люминесценции были проведены в Delft University of Technology (the Nederlands, Delft); спектры возбуждения Ce3+ люминесценции при низких температурах были измерены в Deutsche Electronen Synchrotron (Germany, Hamburg), синтез силикатов и ЭПР измерения проводились в Laboratoire de Chimie Applique de l'Etat Solide (France, Paris); измерения фотостимулированной люминесценции под действием тепловых нейтронов были проведены в Institute Laue-Langevin (France, Grenoble); синтез боратов осуществлялся в физико-химическом институте имени А.Б. Богатского (Украина, Одесса).

Научная новизна работы в целом заключается в исследовании физических свойств новых систем, таких как активированные редкоземельными ионами галобораты и силикаты, а также в построении моделей физических процессов, протекающих в объектах исследования при радиационном облучении. Научная новизна наиболее важных результатов работы заключается в следующем:

S Сформулированы требования к матрицам нейтронных запоминающих люминофоров, и на этой основе предложено использование матриц с высоким содержанием бора, поскольку 10В имеет достаточно большое сечение поглощения нейтронов и образовавшиеся вторичные частицы имеют высокую кинетическую энергию. S Проведены комплексные спектрально- люминесцентные, термолюминесцентные и ЭПР исследования галоборатов, активированных редкими землями. Построены и предложены модели механизмов люминесценции и захвата носителей. S Предложен метод создания новых запоминающих люминофоров, основанный на двойном активировании люминофора двумя типами редкоземельных ионов. Показано, что в веществе, где Се или ТЬ могут стать устойчивыми в четырехвалентном состоянии и Ей или Sm в двухвалентном состоянии, двойное активирование разными редкими землями может быть использовано для создания дырочных и электронных ловушек соответственно. Причем глубина электронной ловушки (энергия основного состояния Sm2+ относительно дна зоны проводимости) может быть найдена из спектрального положения полосы поглощения Sm3+, связанной с переносом заряда и величины ширины запрещенной зоны. S Проведены комплексные спектрально-люминесцентные и термолюминесцентные исследования силикатов с общей формулой LiLuSiO-t, где Ln=Y, La, Gd, Lu, активированных Ce3+ и Sm3+. S Показано, что в LiLuSi04tCe3+,Sm3+ и LiYSiC>4:Ce3+,Sm3+ созданные во время облучения дырки захватываются на Се3+ центрах, образуя Се4+, а электроны захватываются на Sm3* центрах, образуя Sm2+. Обнаружено, что в UYS1O4 уровень основного состояния Sm2+ центров расположен ниже относительно дна зоны проводимости, чем в LiLuSi04, что согласуется со значениями энергии поглощения Sm3+, связанной с переносом заряда.

Практическая ценность работы заключается в том, что поиск и исследование новых нейтронных ЗЛ с пониженной чувствительностью к гамма-излучению позволяет совершенствовать люминесцентные экраны для регистрации нейтронных потоков. Использование рекомендованных на основании проведенных исследований в качестве чувствительного слоя люминесцентных экранов боратных соединений, позволяет повысить технические и эксплуатационные характеристики аппаратуры для исследования структуры неорганических и биологических объектов.

Разработка новых ЗЛ, методом двойного активирования двумя типами редкоземельных ионов позволяет расширить область их применения.

В связи с этим результаты диссертации имеют практическое значение для совершенствования аппаратуры и методик исследования в следующих областях: S физики твердого тела, биофизика, медицина - при исследовании структуры кристаллов, биологических объектов и протеинов методом нейтронографии; S металлургическая и тяжелая обрабатывающая промышленность - при разработке дефектоскопической аппаратуры и методов дефектоскопии с использованием нейтронных потоков.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Запоминающий люминофор на базе матрицы с низким эффективным зарядом, содержащей чувствительный к нейтронам легкий элемент в своей структуре (10В или 6Li) является наиболее оптимальным для достижения низкой чувствительности к гамма-излучению.

• Электроны и дырки в чистом S^BsOgBr захватываются в Увг - Овг2" комплексах, которые создаются во время синтеза. Ловушки, ответственные за высокотемпературный термолюминесцентный пик в Sr2B509BnCe3+ связаны с галоидными анионными дефектами.

• В оксидах, величина энергии оптических переходов, связанных с состоянием переноса заряда метал - кислород (RE3++02"-> RE2++0") может рассматриваться как энергия основного состояния RE2+ относительно потолка валентной зоны.

• В LiLnSi04:Ce3+,Sm3+ (Ln=Y,Lu) Се3+ ионы играют роль ловушек дырок, а ионы Sm3+ -роль центров захвата электронов. Кроме того, вакансии кислорода участвуют в захвате электронов, однако они могут быть исключены путем дополнительного отжига образца в кислородосодержащей атмосфере.

Личный вклад автора состоит в следующем:

S Постановка задач при выполнении этапов диссертационного исследования;

S Модернизация экспериментальных установок для проведения ФСЛ и ТЛ исследований;

S Выбор и синтез образцов;

S Разработка методик и выполнение экспериментов по исследованию спектров люминесценции, возбуждения, оптического поглощения термолюминесценции, фотостимулированной люминесценции, ЭПР, в том числе с использованием рентгеновского, гамма и нейтронного облучения;

У Обработка полученных экспериментальных данных и их анализ;

S Разработка моделей физических процессов, происходящих в различных типах запоминающих фосфоров при воздействии облучения;

S Выбор наиболее перспективных ЗЛ для регистрации нейтронного излучения на основании полученных экспериментальных данных.

Апробация работы:

Основные положения работы и полученные результаты докладывались на:

• 6th International Conference on Inorganic Scintillators and Industrial Applications" (SCINT2001), Chamonix, France

• 7th International Conference on Inorganic Scintillators and Industrial Applications" (SCINT2003), Valencia, Spain

• ESS European Conference 2002, Bonn, Germany

Публикации

Основное содержание работы изложено в 6 научных публикациях.

1. Sidorenko А. V., Bos A.J.J., Dorenbos P., Le-Masson N.J.M., Rodnyi P.A., van Eijk C.W.E., Berezovskaya LV., Dotsenko V.P. Storage phosphors for thermal neutron detection // Nucl. Instr. And Meth.- 2002.-A 486 -N(1-2)- P.160-163

2. Dotsenko V.P., Berezovskaya I.V., Pyrogenko P.V., Efryushina N.P., Rodnyi P.A., van Eijk C.W.E., Sidorenko A.V. Valence states and luminescence properties of ytterbium ions in strontium haloborates // J. Sol. State Chem. - 2002.- 166- N2- P. 271-276

3. Sidorenko A.V., Bos A.J J., Dorenbos P., Rodnyi P.A., van Eijk C.W.E., Berezovskaya I.V., Dotsenko V.P. Luminescence and thermoluminescence of Sr2Bj09X:Ce3+,A+ (X «= CI, Br, A = Na\ K*) phosphors // J. Phys. Cond. Mat- 2003.-15-N20-P.3471-3480

4. Сидоренко А.В., Родный П.А., Guillot-Noel О., Gourier D., van Eijk C.W.E. Спектры электронного парамагнитного резонанса ионов Се3+ в поликристаллическом S^BjC^Br //ФТТ.- 2003.- Т.45 - Вып.9-С.1597-1599

5. Сидоренко А.В., Родный П.А., van Eijk C.W.E. Новые люминофоры для регистрации нейтронных потоков// ПЖТФ.- 2003.- Т.29- Вып.14 - С.33-38

6. Mishin A.N., Rodnyi P.A., Sidorenko A.V., Voloshinovskii A.S., Dorenbos P. Search for new scintillators for X- and y-ray detectors // Proc. of SPIE.-2001.- 4348- P.47-51

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 7 глав, основных выводов, заключения и списка литературы. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц, 59 рисунков и список цитируемой литературы из 117 названий. Нумерация таблиц, рисунков, формул и параграфов самостоятельная в пределах каждой главы. Основной материал диссертации изложен в 7 главах.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Сидоренко, Андрей Владимирович

Основные выводы

1. Предложен принципиально новый путь разработки нейтронных ЗЛ, основанный на выборе матрицы 3JI, содержащей чувствительный к нейтронам элемент в свой структуре.

2. Проведено исследование спектроскопических и запоминающих свойства семейства галоборатов с общей формулой М2В509Х:Се3+Л+ (M=Ba,Sr,Ca, X=Cl,Br, A=Na+>K+) и установлены факторы, оказывающие наибольшее влияние на эти свойства. Установлено, что соединение Ca2B509Cl:Ce3+,Na+ наиболее перспективно для использования в нейтронных ЛЭ из всего изученного семейства.

3. Установлено, что изученные галобораты могут заменить существующие на сегодняшний день коммерческие нейтронные ЗЛ, обеспечив меньшую чувствительность к гамма фону. При этом в считывающей системе обычно используемый лазер с Я.=б38 nm должен быть заменен на лазер, излучающий в сине-зеленой области.

4. Разработан метод, основанный на двойном активировании кристалла редкоземельными ионами, который позволяет контролировать количество и свойства электронных и дырочных ловушек.

5. Проведено обширное исследование спектроскопических и запоминающих свойств семейства силикатов с общей формулой LiLnSi04:Ce3+,Sm3+ (Ln=Y3+,Lu3+).

6. Установлена природа ловушек и построена физическая модель процессов термо- и фото стимулированной люминесценции в LiLnSi04tCe3+,Sm3+ (Ln=Y3+,Lu3+). Полученные результаты могут быть использованы для разработки новых перспективных рентгеновских и нейтронных ЗЛ

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Сидоренко, Андрей Владимирович, 2003 год

1. Rodnyi P. A. Physical processes in inorganic scintillators.- CRC Press, 1997.-240 p.

2. Knoll G.F. Radiation detection and measurement.- J. Wiley and Sons, 1999.-802 p.

3. Backlin A, Hedin G, Fogelberg В et al. Levels in 136Gd studied in the (n, gamma) reaction // Nucl. Phys. A.- 1982.- V.380 P. 189-260

4. Greenwood R C, Reich С W, Baader H A. Collective and two-quasiparticle states in l58Gd observed through study of radiative neutron capture in ,57Gd // Nucl. Phys. A. 1978. - V. 304 - P. 327-428.

5. Rodnyi P A, Dorenbos P, van Eijk С W E. Energy loss in inorganic scintillators // Phys. Stat. Sol. B. 1995.- V.l 87 - P.15-29

6. Song К S and Williams R T. Selft Trapped Excitons.- Splinger-Verlag, 1993

7. Pooley D, Proc. Phys. Soc. 1966. - V.87 - P.245

8. Hersh H N, Phys. Rev. 1966. - V.148 - P. 928

9. Dolbnya IP, Kulipanov G N, Lyakh V V et al. Micron spatial resolution X-ray image plates with non-erasing reading // Nucl. Instr. Meth. A.- 1995.-V. 359 P.376-378

10. F. Agullo-Lopez, C.RA. Catlow, P.D. Townsend. Point Defects in Materials.- Academic Press, 1988

11. Liebich В W, Nicollin D. Refinement of the PbFCl types BaFI, BaFBr and CaFCl // Acta Ciyst. B. 1977. V.33 -P.2790-2794

12. Hangleiter Th, Koschnick F-K, Spaeth J-M et al. Temperature dependence of the photostimulated luminescence of X-irradiate BaFBr.Eu2+ // J. Phys.: Condens. Matter. -1990.- V.2 P.6837-6846

13. Schweizer S, Spaeth J-M, Bastow T J. Generation of F centres and hole centres in the nonstoichiometric x-ray storage phosphor BaFBr// J. Phys.: Condens. Matter. 1998. -V.10-P. 9111-9122

14. Bastow T J, Stuart S N, McDugle W G. Oxygen impurities in X-ray storage phosphors BaFBr and BaFCl investigated by ,70 NMR // J. Phys.: Condens. Matter. -1994. -V.6 -P.8633-44

15. Eachus R S, McDugle W G, Nutall R H D. Radiation-produced electron and hole centres in oxygen-containing BaFBr. I. EPR and ODEPR studies // J. Phys.: Condens. Matter. 1991.-V.3- P.9327-38

16. Eachus R S, McDugle W G, Nutall R H D. Radiation-produced electron and hole centres in oxygen-containing BaFBr. П. An ENDOR study of Of" // J. Phys.: Condens. Matter. -1991. V.3 — P.9339-49

17. Koschnick F K, Hangleiter Th, Song К S. Optically detected magnetic resonance study of an oxygen-vacancy complex in BaFBr//J. Phys.: Condens. Matter. 1995. - V.7 -P.6925-6937

18. Koschnick F K, Spaeth J-M, Eachus R S. Experimental evidence for the aggregation of photostimulable centers in BaFBr.Eu2+ single crystals by cross relaxation spectroscopy // Phys. Rev. Lett. -1991 V.67 - N25 - P.3571-3574

19. Schweizer S. Physics and current understanding of x-ray storage phosphors // Phys. Stat. Sol. A. 2001. - V.187- N2 - P.335-393

20. Meise W, Rogulis U, Koschnick F-K et al. Experimental evidence for spatial correlation between F and H centres formed by exciton decay at low temperatures in KBr // J. Phys.: Condens. Matter. -1994. -V.6.- P.1815-1824

21. Agullo-Lopez F et al. Role of cation impurities on radiation-induced processes in alkali halides // CrysL Lattice defects Amorph. Mat. 1982. - V.9. - P.227-252

22. Rogulis U, Spaeth J-M , Cabria I et al. Optical properties of hole centres in alkali halides: I. Investigation with optical detection of paramagnetic resonance // J. Phys.: Condens. Matter.- 1998.-V.10.- P.6473-6479

23. Rogulis U, Spaeth J-M , Cabria I et al. Optical properties of hole centres in alkali halides: П. MS-X calculations //J. Phys.: Condens. Matter. -1998. V.10. -P.6481-90

24. Delbecq С J, Ghosh A K, Yuster P H. Trapping and Annihilation of Electrons and Positive Holes in KC1-T1C1 // Phys.Rev.- 1966. V. 151. - P.599-609

25. Rogulis U, Dietze C, Pawlik T. Hole-trapping sites and the mechanism of the photostimulated luminescence of the X-ray storage phosphor RbI:Tl* // J. Appl. Phys. -1996. V.80 - N4. - P.2430-2435

26. Schoemaker D. g and Hyperfme Components of VK Centers // Phys.Rev B.-1973.- V.7 -P.786-801

27. Scweizer S. Physics and current understanding of x-ray storage phosphors // Phys. Stat. Sol. A.-2001.- V.187.-N2 P.335-393

28. Rogulis U, Schweizer S, Assmann S et al. Ga2+ hole centers and photostimulated luminescence in the X-ray storage phosphor RbBr.Ga+ // J. Appl. Phys. 1998.- V.84 -P.4537-4542

29. Rogulis U, Schweizer S, Assmann S et al. Photostimulated luminescence process in the x-ray storage phosphor CsBn Ga+// J. Appl. Phys. 2000. - V.87 - P.207-211

30. Thiel С W, Cruguel H, Sun Y. Systematics of 4f electron energies relative to host bands by resonant photoemission of rare earth doped optical materials // J. Lumin.-2001. V.94-95-P.l-6

31. MSrtensson N, Reihl B, Pollak R A. Bulk and surface valence states in rare-earth—metal monosulfides // Phys. Rev. B. 1982. - V.25 -P.6522-6525

32. Dorenbos P. f ->d transition energies of divalent lanthanides in inorganic compounds, J. Phys.: Condens. Matter. 2003.-V.15- P.575-594

33. Brewer L. Energies of the electronic configurations of the singly, doubly, and triply ionized lanthanides and actinides // J. Opt Soc. Am. 1971.- V.61 -P.1666-1682

34. Grinyov В V, Dubovik M F, Tolmachev A V. Borate single crystals for polyfunctional applications: production and properties // Semic.Phys. Quant.Elect.&Optoel. 2000. - V.3 -N3-P.410-419

35. Griscom D L. ESR studies of radiation damage and structure in oxide glasses not containing transition group ions: A contemporary overview with illustrations from the alkali borate system //J. Non-Cryst. Sol. -1974. V. 13- N2 - P.251-285

36. Shkrob I, Tadjikov В M, Trifunac A D. Magnetic resonance studies on radiation-induced point defects in mixed oxide glasses. I. Spin centers in B2O3 and alkali borate glasses // J. Non-Cryst. Sol. -2000.- V.262 -P. 6-34

37. Chung W J and Heo J. Room temperature persistent spectral hole burning in X-ray irradiated Eu3+-doped borate glasses H Appl.Phys. Let. -2001. -V.79-N3 P.326-328

38. Warren W L, Shaeyfelt M R, Fleetwood D M. Electron and hole trapping in doped oxides // ШЕЕ trans. Nucl. Science. 1995.- V.42 -N6 -P.1731-1739

39. Boizot B, Petit G, Ghaleb D et al. Radiation induced paramagnetic centres in nuclear glasses by EPR spectroscopy// Nucl. Instr. Meth. B. 1998. - V.141 - P.580-584

40. Shkrob I A, Tarasov V F. On the structure of trapped holes in borosilicates // J. Chem. Phys.- 2000. V.l 13- N23 -P.10723-10732

41. Ogorodnikov I N, Isaenko L I, Kruzhalov A V et al. Thermally stimulated luminescence and lattice defects in crystals of alkali metal borate LiBsOj (LBO) // Rad. Meas. -2001. -V.33- P.577-581

42. Meijerink A, Blasse G and Glasbeek M. Photoluminescence, thermoluminescence and EPR studies on ZtuBbOjj Hi. Phys.: Condens. Matter. 1990. -V.29. - P. 6303-6313

43. Thorns M. Image properties of polyerystalline storage films // Appl. Optics. -1996 V.35-N19-P.3702-3714

44. Myles D A A, Bon C, Langan P et al. Neutron Laue diffraction in macromolecular ciystallography // Phys. B. 1998. - V.241-243 -P.l 122-1130

45. Thorns M. The quantum efficiency of radiographic imaging with image plates // Nucl. Instr. Meth. A. 1996.- V.378 -P.598-611

46. Blasse G, Grabmaier В С. Luminescent Materials, Springer Press, 1994

47. Bulur E. An alternative technique for optically stimulated luminescence (OSL) experiment

48. Radiat. Meas. -1996- V.26- N5 -P.701-709

49. Thorns M and von Seggern H. Radiographic imaging with image plates: the influence of the readout intensity on the image quality//J.Appl.Phys.- 1997.-V.81-N9-P.5887-95 Breitenberger E, Prog. Nucl. Phys. 1955.- V.4 - P.56

50. Thoms M, Myles D, Wilkinson C. Neutron detection with imaging plates. I. Image storage and readout // Nucl. Instr. Meth. A. -1999. V.424 - P.26-33

51. Takahashi K, Tazaki S, Miyahara J et al. Imaging performance of imaging plate neutron detectors // Nucl. Instr. Meth. A. 1996 - V.377. - P.l 19-122

52. Meijerink A, Blasse G. Photostimulated luminescence and thermally stimulated luminescence of some new X-ray storage phosphors // J. Phys .: Appl. Phys.-1991- V.24 -N4 P.626-632

53. Pawlik Th and Spaeth J-M. Optical and magnetooptical investigation of the X-ray storage phosphor Cs2NaYF6:Ce3+// Proc. SCINT'95, Delft University Press (Nethelands). 1995.-P.392-395

54. Hangleiter Th, Rogulis U, Dietze С et al. The X-ray storage phosphor RbI:Tl+ and KBr:In+ and other In* and Ga+ doped alkali-halides // Proc. SCINT'95, Delft University Press (Nethelands). 1995.-P.452-455

55. Rowlands J A. The physics of computed radiography // Phys. Med. Biol. -2002.- V.47-P.R213-R166

56. Levshin V L, Mikhailin V V, Nizovtsev V V. Stimulated emission and depth of trapping centers in CaS and SrS phosphors // Izvestiya Akademii Nauk SSSR. -1969.- V.33-N6-P.962-966

57. Meijerink A, Schipper W J and Blasse G. Photostimulated luminescence and thermally stimulated luminescence of Y2SiOj-Ce, Sm // J. Phys. D: Appl. Phys. -1991.-V.24 -P.997-1002

58. Dotsenko V P. Бораты элементов П-1П групп'.синтез электронное строение -спектрально-люминесцентные свойства: диссертация на соискание учёной степени доктора химических наук, Одесса, 2002

59. Dorenbos Р, Pierron L, Dinca L. 4f-5d spectroscopy of Ce3+ in CaBPOj, LiCaP04 and' Li2CaSi04 // J. Phys.: Condens. Matter.-2003- V. 15-N3 P.511-520

60. Dotsenko V P, Berezovskaya I V, Efryushina N P et al. Luminescence of Ce3+ ions in strontium haloborates// J. of Lumin.- 2001.-V.93-N2 P. 137

61. Dotsenko V P, Radionov V N, Voloshinovskii A S. Luminescence of Sm2* in strontium haloborates//Mater. Chem. Phys.-1998-V. 57-P.134-137

62. Erik van der Kolk, Photon cascade emission of Pr3* and optimization of Mn2+ based phosphors, Ph.D Thesis, Delft University of Technology, 2001

63. Chen R and McKeever S W S, Theory of thermoluminescence and related phenomena.-World Scientific Publishing, 1997

64. Knitel M J. New inorganic scintillators and storage phosphors for detection of thermal neutrons, Ph.D Thesis. Delft University of Technology, 1998

65. Abragam A and Bleaney B. Electron Paramagnetic Resonance of Transition Ions.-Clarendon Press, Oxford, 19701 . W.Hayes. Crystal with the Fluorite Structure.- Clarenton Press, Oxford, 1974

66. Verwey JWM; Dirksen G J; Blasse G. The luminescence of divalent and trivalent rare earth ions in the crystalline and glass modifications of SrB^ // J. Phys. Chem. Solids.-1992.-V.53-N3-P. 367-375

67. Machida K; Ishino T; Adachi G; Shiokawa J. Synthesis and characterization of europium(Il)-haloborates, Eu2B509Cl and EuaBsO^Br // Mater. Res. Bui. 1979. -V.14-P. 1529-1534

68. Shannon R D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides // Acta Cryst. A.-1976.-V. 32 -P. 751-67

69. Morrison С A. Host dependence of the rare-earth ion energy separation 4fN-4fN1 // J. Chem. Phys.-1980-V.72 -P.1001-1002

70. Aull В F and Jenssen H J. Impact of ion-host interactions on the 5d-to-4f spectra of lanthanide rare-earth-metal ions. I. A phenomenological crystal-field model // Phys. Rev. B.-1986. V.34- P. 6640-6646

71. Dorenbos P. 5d-level energies of Ce3+ and the crystalline environment. I. Fluoride compounds // Phys. Rev. В.-2000,- V.62 -N23-P.15640-9

72. Dorenbos P. 5d-level energies of Се/sup 3+/ and the crystalline environment. Ш. Oxides containing ionic complexes // Phys. Rev. B.-2001.-V.64 P.125117/1-12

73. Bishay A, Quadros С and Piccini A. Cerium centres in glasses. I. ESR of barium aluminoborate glasses containing Ce3+ // Phys. Chem. Solids.-1974.- V. 15-N4 -P. 109-112

74. Abragam A and Bleaney B. Electron Paramagnetic Resonance of Transition Ions, Clarendon Press.- Oxford, 1970,911 pages

75. Asatryan H R, Rosa J and Mares J A. EPR studies of Er5*, Nd3+ and Ce3+ in YAIO3 single crystals // Solid State Comm.-1997.-V.104-N1-P.5-9

76. Wingbermiihle J, Meyer M, Schirmer О F, Pankrath R and Kremer R K. Electron paramagnetic resonance of Ce3+ in strontium-barium niobate // J. Phys.: Condens. Matter.-2000.-V.12-P. 4277-84

77. Birgeneau R J and Hutchings M T. Magnetic Interactions between Rare-Earth Ions in Insulators. Ш. EPR Measurements of Ce3+ Pair-Interaction Constants in LaClj // Phys. Rev.-1968.-V.175 -N3-P.1116-1133

78. Dotsenko V.P., Berezovskaya I.V., Efryushina N.P., Pyrogenko P.V., Rodnyi P.A., van Eijk C.W.E., Sidorenko A V. Valence states and luminescence properties of ytterbium ions in strontium haloborates // J. Solid State Chem.-2002.-V.166 -P. 271-276

79. W J. Schipper, Luminescence and Storage Mechanism of New X-ray Storage Phosphors, PhD thesis.- Utrecht University, 1993

80. Eachus R S, McDugle W G, Nuttall R H D et al. Radiation-produced electron and hole centres in oxygen-containing BaFBr. I. EPR and ODEPR studies // J. Phys.: Condens. Matter.-1991- V.3.-P.9327-9338

81. Meijerink A et. al. Photostimulated luminescence and thermally stimulated luminescence of Y2Si05-Ce, Sm// Phys. D: Appl. Phys.-1991-V. 24 P.997-1002

82. L. Robert et al. Photoionization yields in the doubly doped SrF2:Eu,Sm system // Phys. Rev. B.-1991.- V.43. P.27-35

83. Alig R C, Kiss Z J, Brown J P, and McClure D S. Energy levels of Ce2+ in CaF2 // Phys. Rev.-1969.-V. 186-N2 -P.276-84

84. Radzhabov E. Creation of trapped electrons and holes in alkaline-earth fluoride crystals doped by rare-earth ions // J. Phys.: Condens. Matter.-2001- V.13-P.10955-10967

85. Kimura T and Inabe K. Afterglow characteristics of an X-ray irradiated imaging plate // Jpn. J. Appl. Phys.-1998-V.37- P.2670-2675

86. Bertolini G, del Turco A M, Restelli G, Nucl. Instr. Meth.-1960- V.7- P.350

87. Wang P C, Cargill G S. Optimization of phosphor screens for charge coupled device based detectors and 7-34 keV X-rays //J. Appl. Phys.-1997.-V.81 -N3 P.1031-1041

88. Reichman J. Determination of absorption and scattering coefficients for non-homogeneous media // Appl. Opt.-1973-V.12 P.1811-1815

89. Chakrabarti K, Mathur V К and Rhodes J F. Stimulated luminescence in rare-earth-doped MgS //J. Appl. Phys.-1988.-V.64 -P.1363-1366

90. Tamura Y and Shibukawa A. Optical studies of CaS:Eu, Sm infrared stimulable phosphors // Jpn. J. Appl. Phys.-1993.- V.32 P.3187-3196

91. Tamura Y. Concentration quenching of infrared stimulated luminescence in CaS:Eu,Sm // Jpn. J. Appl. Phys.-1994-V.3 3-P.4640-4646

92. Zhang J G, Eklund P С and Hua Z L. Photoluminescence and optical absorption in CaS:Eu2+:Sm3+ thin films // J. Mater. Res.-1992.- V.7- N2- P.411-417

93. Zhi yi H, Yong-sheng W and Li S. Optical absorption studies on the trapping states of CaS:Eu,Sm // J, Phys. Condens. Matter.-2001.- V.13- P. 3665-3675

94. Wu J, Newman D and Viney I. Study on relationship of luminescence in CaS:Eu,Sm and dopant concetration // J. Lumin.-2001.- V.99 -P. 237-245

95. Chakrabarti K, Mathur V К and Thomas L A. Stimulated luminescence in rare-earth doped MgS // J. Appl. Phys.-1989- V.65- P.2021-2023

96. Keller S P, Mapes J E and Cheroff G. Studies on Some Infrared Stimulable Phosphors // Phys. Rev.-1957- V.108 N3- P.663-676

97. Keller S P and Pettit G D. Quenching, stimulation and exhaustion studies on some infrared stimulable phosphors // Phys. Rev.-1958- V.l 11 N6 - P.1533-1539

98. Robins L and Tuchman J A. Photoluminescence studies of Sm2+ in the stimulable phosphor SrS:Eu,Sm If Phys. Rev. В. V. 57 -N19 - P.l2094-12103

99. Blasse G and Bril A. Structure and Eu24- fluorescence of lithium and sodium lanthanide silicates and germanates // J. Inorg. Nucl. Chem.-1967. -V.29 P.2231-2241

100. Nakayama S and Sakamoto M. Microstructures and electrical properties for LiXSiC>4 (X=A1, Y, La, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er, Yb) // J. Ceram. Soc. Jpn.-1992.-V. 100 -N6. -P.867-871

101. Ельяшевич M А. Спектры Редких Земель.- Государственное издательство технико-теоретической литературы, Москва, 1953

102. Weber М J, Derenzo S Е, Moses W W. Measurements of ultrafast scintillation rise times: evidence of energy transfer mechanisms // J. Lumin.-2000.- V.87-89- P. 830-832

103. Henderson В and Imbusch G F, Optical Spectroscopy of Inorganic Solids.- Clarendon Press, Oxford, 1989

104. Dorenbos P. The 5d level positions of the trivalent lanthanides in inorganic compounds // J. Lumin.-2000.-V.91 N3-4-P.155-176

105. Pieterson L, Charge Transfer and 4fV*4fn"15d luminescence of Lanthanide Ions, PhD thesis.- University of Utrecht, the Netherlands, 2001

106. Hoefdraad H E. The charge-transfer absorption band of Eu3+ in oxides // J. Sol. State Chem.-1975.-V. 15- N2- P.175-177

107. Cooke D W, Bennett В L, Muenchausen R E et al. Intrinsic trapping sites in rare-earth and yttrium oxyorthosilicates // J. Appl. Phys.-1999- V.86 N9- P.5308-5310

108. ICSD for WWW, Inorganic Crystal Structure Databas

109. Lawless J L and Lo D, Thermoluminescence for nonlinear heating profiles with application to laser heated emissions //J. Appl. Phys.-2001- V.89 -N11- P.6145-6152