การพัฒนาผลึกซีเซียมสตรอนเชียมไอโอไดด์เพื่อใช้ในการตรวจวัดรังสี

Abstract

การตรวจวัดรังสีนั้นจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ในการตรวจวัดรังสี และอุปกรณ์วัดรังสีมีส่วนประกอบที่สำคัญคือหัววัดรังสี และหัววัดรังสีชนิดผลึกเรืองแสงเป็นที่นิยมใช้งานเนื่องด้วยมีประสิทธิภาพการวัดรังสีที่ดีแต่ว่ามีราคาที่ค่อนข้างแพง ดังนั้นจึงมีความจำเป็นในการพัฒนาผลึกเพื่อใช้การตรวจวัดรังสี ด้วยวิธีการปลูกแบบบริดจ์แมน-สต็อกบาร์เกอร์ที่ปรับปรุงขึ้นเอง โดยศึกษาการเพิ่มปริมาณสัดส่วนของสตรอนเชียมไอโอไดด์ร้อยละ 1, 3 และ 5 จะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงคุณภาพผลึกและคุณสมบัติทางแสงของผลึกอย่างไร โดยทำการวิเคราะห์โครงสร้างผลึก คุณภาพผลึก และคุณสมบัติทางแสง พบว่าเมื่อปริมาณสัดส่วนสตรอนเชียมไอโอไดด์เพิ่มขึ้นในปริมาณเล็กน้อยนี้ โครงสร้างผลึกและคุณภาพความเป็นผลึกมีการเปลี่ยนแปลงน้อยมาก คือเกิดสภาวะความเครียดแบบบีบอัดในผลึกเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย โดยมีค่าคงที่แลตทิชเฉลี่ยเท่ากับ 4.4647 ± 0.0707, 4.5156 ± 0.0370 และ 4.4574 ± 0.0958 Å ทำให้เกิดสภาวะความเครียดแบบบีบอัดในผลึกเป็น -2.23%, -1.12% และ -2.39% และขนาดผลึกมีขนาดใหญ่ขึ้นเล็กน้อยคือ 16.47 ± 0.89, 16.62 ± 0.93 และ 16.72 ± 1.15 nm ตามลำดับ โดยรวมถือว่าไม่ส่งผลเสียต่อโครงสร้างผลึกและคุณภาพความเป็นผลึกเมื่อผสมสตรอนเชียมปริมาณเล็กน้อย แต่ว่าสตรอนเชียมที่ผสมเข้าไปช่วยทำให้แสงที่เปล่งออกมาจากผลึกมีความเข้มของการเปล่งแสงสูงมากขึ้น และแสงมีความยาวคลื่นที่เพิ่มมากขึ้นเป็นประมาณ 595-600 nm สำหรับการทดสอบประสิทธิภาพการตรวจวัดรังสีแกมมาของผลึกขนาด f 1 cm. x 1 cm. พบว่า ผลึกที่มีอัตราส่วนร้อยละ 1, 3 และ 5(หนา 0.5 cm.) มีประสิทธิภาพการวัดรังสีร้อยละ 78.92, 80.54 และ 61.19 และมีความสามารถในการแยกพลังงานรังสี 76.72, 70.62 และ 47.62 ตามลำดับ ของการตรวจวัดรังสีพลังงาน 122 keV และประสิทธิภาพการวัดรังสีลดลงในกรณีการวัดรังสีแกมมาพลังงาน 662 keV เท่ากับ 22.78, 26.10 และ 14.50 ตามลำดับ