Перейти до основного вмісту

Гетероструктуровані органічні сцинтилятори із високою здатністю до розділення іонізуючих випромінювань за формою сцинтиляційного імпульсу для задач радіоекології

Назва конкурсу: Конкурс НФДУ "Наука для безпеки людини та суспільства"
Реєстраційний номер проєкту: 2020.01/0133
Терміни реалізації проєкту: з до
Тип дослідження (розробки): прикладні наукові дослідження
Галузь науки: Біотехнології та біоінженерія

Пріоритетний напрям розвитку науки і техніки: науки про життя, нові технології профілактики та лікування найпоширеніших захворювань
Науковий напрям за конкурсом: За напрямами досліджень, пов’язаних із біобезпекою, біомедициною, екологією, кібернетичною та інформаційною безпекою, із відповіддю на економічні, соціальні, гуманітарні виклики в умовах природних та техногенних надзвичайних ситуацій, а також з подоланням
Відомча підпорядкованість установи: Національна академія наук України
Кількість докторів наук : 3
Кількість кандидатів наук: 6
У тому числі молоді вчені: 0
Кількість допоміжного персоналу: 5
Середній бал за експертною оцінкою: 85.20

Мета проєкту: Метою проекту є вирішення трьох взаємо пов'язаних задач: 1) розробка матеріалів для роздільної реєстрації іонізуючих випромінювань, що є найбільш небезпечних для людського організму і тих, що є фоновими, на основі нових сцинтиляційних матеріалів органічних гетероструктурованих сцинтиляторів; 2) вивчення фізичних механізмів, які визначають здатність цих матеріалів розділяти випромінювання з різними питомими втратами енергії за формою імпульсу радіолюмінесценції; 3) отримання матеріалів найбільш ефективних щодо задач радіоекології та моніторингу наслідків техногенних радіаційних катастроф.
Перша задача пов'язана із тим, що ступінь шкідливості для людського організму різних іонізуючих випромінювань може суттєво відрізнятися. У природних умовах існують лише змішані випромінення. Для отримання точної інформації, виникає потреба у роздільної реєстрації спектрів основного і фонового випромінювань. Ця задача успішно вирішувалась за рахунок використання органічних монокристалів і рідин. У цих об'єктах триплето -збудженні (Т) стани виникають у треках частинок і віддзеркалюють їх властивості щодо питомих втрат dE/dx їх енергії E на одиницю їх пробігу x у речовині. Їх рекомбінація викликає появу затриманої люмінесценції, що формує повільний компонент імпульсу радіолюмінесценції.
На жаль ці об'єкти мають суттєві недоліки, які нам вдалося подолати створивши гетероструктуровані матеріали, а саме, полікристали гарячого пресування і композиційні сцинтилятори. Обидва типи об'єктів складаються з монокристалічних гранул. На відміну від монокристалів, які є суцільними середовищами, гетероструктуровані середовища за рахунок кінцевого розміру гранул можуть накладати обмеження на довжину пробігу Т- станів. І тут ми переходимо до другої задачі.
Рішення третьої задачі приводить до практичних результатів проекту. Важливо відзначити, що оптимальній розмір гранул може бути іншим для випромінювань із різним пробігом у даній речовині.
Результати проєкту: Отримані такі результати:
1. Як і слід було очікувати, через відмінності механізмів формування
миттєвої і затриманої флуоресценції, залежності інтенсивності світіння від
розміру гранул суттєво відрізнялися для радіаційного збудження та збудження
фотонами світла.
2. При збудженні альфа частинками сигнал зростав із зростанням
розмірів гранул і був максимальний для монокристалів. Те ж саме
спостерігалося нами раніше при збудженні світлом у перший синглетний стан
цих матеріалів.
3. При постійному збудженні світлом в область поглинання триплетних
екситонів:
3.1. З’являвся пік, із енергією фотонів світла, яка відповідала енергії
подвійній енергії триплетних екситонів (2ε(T1)). Це енергія злиття двох T1-
станів. (пряме світіння зі збудженого синглетного стану).
3.2. Спостерігався спектр флуоресценції, спектральний склад якого був
аналогічний спектру миттєвої флуоресценції та ін.

УЧАСНИКИ ПРОЄКТУ

Керівник проєкту: Галунов Микола Захарович
Термін у проєкті: -