Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Development of cesium strontium iodide crystals for radiation detection
Year (A.D.)
2020
Document Type
Thesis
First Advisor
พรรณี แสงแก้ว
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Nuclear Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมนิวเคลียร์)
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
เทคโนโลยีนิวเคลียร์
DOI
10.58837/CHULA.THE.2020.523
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
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
The scintillation detectors are one of the most popular utilization because of their high suitable properties and radiation-measurement efficiency but they are quite expensive. Therefore, the development of scintillators is the attractive topic for long time. This work aims to investigate the new one of cesium strontium iodide. There are 3 different compositions of cesium iodide and strontium iodide of 99:1, 97:3 and 95:5. As the result of crystal analysis, the crystal structure and crystalline quality are slightly worse with the increased composition of strontium iodide due to the compressive strain in the grown crystal samples by decreasing their lattice parameters as 4.4647 ± 0.0707, 4.5156 ± 0.0370 and 4.4574 ± 0.0958 Å. With the increased strontium composition, the crystal size was slightly bigger from 16.47 ± 0.89, 16.62 ± 0.93 to 16.72 ± 1.15 nm, respectively. However, higher amount of strontium could enhance the optical properties with higher intensity and longer wavelength of 595-600 nm of light emission. To investigate the efficiency of radiation detection of 122 keV from Co-57, the crystals with a composition of 99:1, 97:3 and 95:3 have the intrinsic efficiency of 78.92, 80.54 and 61.19 and the energy resolutions of 76.72, 70.62 and 47.62, respectively. In case of the gamma spectroscopy of 662 keV from Cs-137, the crystals have the intrinsic efficiency of 22.78, 26.10 and 14.50, respectively.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
ชีวจรัสสกุล, วศิน, "การพัฒนาผลึกซีเซียมสตรอนเชียมไอโอไดด์เพื่อใช้ในการตรวจวัดรังสี" (2020). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 4070.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/4070