Radiační příprava Radiační příprava práškových scintilátorůpráškových scintilátorů
Jakub KlimentJakub KlimentKatedra Jaderné chemie FJFI Katedra Jaderné chemie FJFI
ČVUTČVUT
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme
do vaší budoucnosti
Obsah prezentaceObsah prezentace Scintilátor, scintilační detektorScintilátor, scintilační detektor Y2O3Y2O3
Příprava materiáluPříprava materiálu TermoanalýzaTermoanalýza Rentgenová difrakceRentgenová difrakce
Zhodnocení práceZhodnocení práce
ScintilátorScintilátor Materiál, který vykazuje schopnost Materiál, který vykazuje schopnost
scintilace, tj. při interakci ionizujícím scintilace, tj. při interakci ionizujícím zářením přemění absorbovanou energii na zářením přemění absorbovanou energii na proud fotonů (malý světelný záblesk proud fotonů (malý světelný záblesk obvykle ve viditelném spektru)obvykle ve viditelném spektru)
Práškový scintilátor– z krystalků Práškový scintilátor– z krystalků nanopráškunanoprášku
Příkladem Příkladem právě Yprávě Y22OO33Ukázka scintilátoru (plastového)
Princip scint. detektoruPrincip scint. detektoru
Žádoucí vlastnosti scintilátorůŽádoucí vlastnosti scintilátorů Rychlost přeměny ionizační energie Rychlost přeměny ionizační energie
do formy fotonů (řádově ns)do formy fotonů (řádově ns) Vysoká efektivnostVysoká efektivnost Průhlednost pro vlastní scintilační Průhlednost pro vlastní scintilační
světlosvětlo Odolnost vůči náročnějším Odolnost vůči náročnějším
podmínkám (teplota,tlak…)podmínkám (teplota,tlak…) Přijatelná výrobní cenaPřijatelná výrobní cena
Příprava YPříprava Y22OO33
1) Příprava vodného roztoku1) Příprava vodného roztoku YY22(NO(NO33))33 + HCOONH + HCOONH4 4 o vhodné koncentracio vhodné koncentraci
2) Ozáření rtuťovou výbojkou = 2) Ozáření rtuťovou výbojkou = působení působení UV zářeníUV záření Radiolýza vody: HRadiolýza vody: H2200→ e→ eaqaq,H, OH, H,H, OH, H22, H, H22OO22, H, H++
Redukce YRedukce Y3+ 3+ iontůiontů Oxidace rozpuštěným kyslíkemOxidace rozpuštěným kyslíkem
Příprava YPříprava Y22OO33
Příprava YPříprava Y22OO33
3) Filtrace koloidního podílu od vody3) Filtrace koloidního podílu od vody
Příprava YPříprava Y22OO33
Filtrační aparaturaFiltrační aparatura
Příprava YPříprava Y22OO33
4) Termoanalýza4) Termoanalýza
Příprava YPříprava Y22OO33
5) Tepelné opracování 5) Tepelné opracování
Rentgenová difrakceRentgenová difrakce Vznik rentgenových paprsků v Vznik rentgenových paprsků v
rengtenové lampěrengtenové lampě Emitované elektrony z Wo-katody Emitované elektrony z Wo-katody
zasáhnou Cu-anoduzasáhnou Cu-anodu V důsledku toho vyrazí elektrony z určitých V důsledku toho vyrazí elektrony z určitých
slupek na vyšší energetické hladinyslupek na vyšší energetické hladiny Na jejich místo jiné elektrony, ztrácí energii Na jejich místo jiné elektrony, ztrácí energii
ve formě zářeníve formě záření KKαα11, , KKαα22, , KKββ (pohlc. vrstvou Ni) (pohlc. vrstvou Ni)
Rentgenová difrakceRentgenová difrakce
Rentgenová difrakceRentgenová difrakce Při splnění Braggovy podmínky paprsky Při splnění Braggovy podmínky paprsky
interferujíinterferují nλ = 2d sin Θnλ = 2d sin Θ V tomto případě vzniká (při V tomto případě vzniká (při Θ Θ charakteristickém charakteristickém
pro daný materiál) impuls s vyšší intenzitou, pro daný materiál) impuls s vyšší intenzitou, zachycen detektoremzachycen detektorem
Detektor se vůči rtg lampě otáčí, mění se Detektor se vůči rtg lampě otáčí, mění se ΘΘ Porovnání s již Porovnání s již známými datyznámými daty
Rentgenová difrakceRentgenová difrakce
Rentgenová difrakceRentgenová difrakce
YY22OO33
Měření povrchuMěření povrchu mm2 2 / 1g látky/ 1g látky selektivní adsorbce N ve směsi s H (N:H v selektivní adsorbce N ve směsi s H (N:H v
poměru 5:1poměru 5:1 průtok měrnou a srovnávací větví k tepelně průtok měrnou a srovnávací větví k tepelně
vodivostním čidlůmvodivostním čidlům Porovnává se změna poměru N:HPorovnává se změna poměru N:H Nejprve změříme standard TiONejprve změříme standard TiO2 2 o známém o známém
měrném povrchu měrném povrchu SSvzvz = S = Sss(n(nssPPvz vz /n/nvzvzPPss)) Svz stanovena na Svz stanovena na 53,7 m53,7 m22/g/g (Y (Y22OO33 - 500 - 500 °°C)C)
YY22OO33
Vylisování tabletky z YVylisování tabletky z Y22OO33
YY22OO33
YY22OO33
Závěry:Závěry: Příprava nanokrystalického YPříprava nanokrystalického Y22OO33
fotochemickou metodoufotochemickou metodou Vysoký měrný povrchVysoký měrný povrch Tepelné opracování při teplotě pouhých Tepelné opracování při teplotě pouhých
500 500 °°CC Pravidelná krystalická zrna (100 nm) z Pravidelná krystalická zrna (100 nm) z
úzkou distribucí velikostíúzkou distribucí velikostí Příprava rychlá, účinná, levnáPříprava rychlá, účinná, levná
