Технологія вирощування сцинтиляційних монокристалів йодиду цезію, активованих йодидом натрію на установках типу «РОСТ»

Призначення. Технологія дає змогу вирощувати великогабаритні монокристали високої якості, що значно знижує собівартість продукції (детекторів) у порівнянні з методами, що застосовуються для вирощування відповідних монокристалів невеликих розмірів (методи Бріджмена і Стокбаргера).

Технічні характеристики. Установка типу «Рост» – це барокамера циліндричної форми, яка складається з двох напівкорпусів (вехнього та нижнього). Нижній напівкорпус рухомий, в ньому зібраний тепловий вузол (шахта печі), верхній напівкорпус нерухомий. По центру зверху верхнього напівкорпусу на спеціальних ущільнювачах змонтований кристалотримач з запалом. Кристалотримач обертається і переміщується вгору та вниз. Тип матеріалу, що вирощується – CsI(Na), CsI pure. Параметри кристалу (заготовки): – діаметр кристалу – 470 мм; – висота кристалу під час розрощування – 10 мм; – висота (max від затравлення до вивантаження без фронту) -110 мм; – висота фронту кристалу (після МШР)- 30 мм; – mах вага кристалу -120 кг. Характеристика одержуваного матеріалу: – концентрація активатора (Na) в кристалі – 1,5-2*10-3 масс %; – енергетичний дозвіл для зразків 25х30 – 6,2 % та нижче; – світловий вихід для зразків 25х30 – 4 % та вище.

Галузь застосування. Вирощування монокристалів, приладобудування.

Переваги. Технологія дозволяє вирощувати великогабаритні монокристали, що значно здешевлює вартість вихідного матеріалу для виготовлення детекторів, а отже, і вартість кінцевої продукції, а також дозволяє отримувати детектори великих габаритів.

Техніко-економічний ефект. Орієнтовна потужність виробництва складає 7,5 т на рік. Впровадження технології дозволить знизити вартість вихідного матеріалу для виготовлення детекторів, що призведе до зниження вартості кінцевої продукції, а також сприятиме створенню додаткових робочих місць.

Опис. Технологічний процес вирощування монокристалів CsI(Na) на установках типу «Рост» полягає у витягуванні монокристалу з розплаву на монокристалічний запал. Технологічний процес здійснюється таким чином. Спочатку готують теплову камеру для вирощування та вузли ростової установки до вирощування (перевірка працездатності обладнання) і перевіряють герметичність вакуумних ущільнень ростової печі. Потім завантажують сировину в тигель та проводять стиковку напівкорпусів. Перед початком процедури вирощування додатково перевіряють ростову піч на герметичність та наявність вологи. Після плавлення сировини та доведення температури розплаву до необхідної ще раз перевіряють ростову піч на вакуум, після чого починають вирощування, яке полягає у розрощуванні монокристалу до необхідного кінцевого діаметру і потім до необхідної кінцевої висоти. Далі монокристал охолоджується до кімнатної температури в камері ростової печі. Охолоджений кристал транспортують на дільницю обробки.

Детальніше…