توليد آشكارساز سوسوزن سولفيد روي آلاييده با نقره[ZnS(Ag)] براي شمارش ذرات آلفا

Production of silver-activated zinc sulfide (ZnS:Ag) scintillation detector for counting alpha particles

در اين پژوهش، پودر سولفيد روی آلاييده با نقره[ZnS(Ag)] با روش شيميايی هم‌رسوبی در اتمسفر نيتروژن، به‌منظور آشكارسازی ذرات آلفا تهيه و سنتز شد. به‌منظور بهينه‌سازی بازده شمارش ذرات آلفا، غلظت‌های متفاوتی از ناخالصی يون نقره مورد بررسی قرار گرفت. ويژگی‌های اپتيكی و ساختاری پودر سنتزشده با استفاده از طيف فوتولومينسانس (PL) و ميكروسكوپ الكترونی روبشی (SEM) و الگوپراش پرتو ايكس (XRD) مورد بررسی قرار گرفت. سپس پودر سنتزشده با ضخامت‌های 5/3 تا 25 ميلی‌گرم بر سانتی‌متر مربع بر روی زيرلايۀ 2 ميلی‌متری پلكسی گلاس لايه‌نشانی شد. نتايج نشان داد سوسوزن توليدشده با ضخامت 75/17 ميلی‌گرم بر سانتی‌متر مربع، 36 درصد شار گسيلی چشمه را آشكارسازی می‌كند، درحالی‌كه نمونۀ تجاری اين پودر در شرايط مشابه، 67 درصد گسيل چشمه را آشكارسازی می‌كند. لذا بازده شمارش ذرات آلفا پودر سنتزشده به اين روش، 54 درصد پودر تجاری است.

In this research, Zinc Sulfide doped with Silver (ZnS:Ag) powders were synthesised on Nitrogen atmosphere for detection of alpha particles by chemical Co-precipitation method. Different concentrations of Silver ions were investigated to optimize impurities amount for achive best alpha counting efficiency. Optical and structural characteristics of the synthesized powder using Photoluminescence Spectroscopy (PL), Scanning Electron Microscope (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD) was studied. Then, the synthesized powders with thickness in range of 3.5 to 25 mg.cm-2 were deposited on the Plexiglass substrate. The efficiency of this produced screen scintillation for alpha particles was measured. Results show that the synthesized ZnS:Ag scintillator have an alpha counting efficiency of the source fluence equal to 36%, where that of the commercial ZnS(Ag) powders is 67%.