Spalio 28 d. Arnoldas Solovjovas apgynė disertaciją „Sužadinimo relaksacijos procesai ceriu aktyvuotuose granatiniuose scintiliatoriuose”. Vadovas – dr. Saulius Nargelas.
„Scintiliatoriai – tai medžiagos, didelės energijos spinduliuotę paverčiančios regimąja šviesa. Jos naudojamos medicinoje ir dalelių fizikos eksperimentuose. Disertacijoje nagrinėjau granato struktūros scintiliatorius – dirbtinius kristalus, turinčius granato tipo kristalinę struktūrą, o šviesą juose spinduliuoja įterpti cerio jonai. Jie pasižymi didele šviesos išeiga, tačiau ne visada išnaudoja visą savo potencialą“, – pasakoja dr. A. Solovjovas.
Tokių kristalų cheminę sudėtį galima keisti. Darbe tirta, kaip kinta šių scintiliatorių savybės, keičiant medžiagos sudėtį bei struktūrą. Daugiausia dėmesio skirta dviem savybėms, nuo kurių priklauso spinduliuotės detektorių veikimas: kiek šviesos scintiliatorius skleidžia ir kaip greitai ji užgęsta. Jos matuotos medžiagas žadinant šviesa ir elektronų pluoštu esant skirtingai temperatūrai.
Tyrimo rezultatai atskleidė procesus, lemiančius šviesos emisijos spartą ir efektyvumą. Pavyzdžiui, į itrio aliuminio granatą įterpus galio, šviesos blyksniai tapo spartesni, tačiau dalis energijos virto šiluma, o ne šviesa. Geriausi rezultatai pasiekti apie 70 proc. aliuminio pakeitus galiu.
Kitame, sudėtingesnės sudėties kristale panašiai veikė didelis magnio kiekis – blyksniai sutrumpėjo, tačiau šviesos susidarė mažiau. Nustatyta, kad energija daugiausia prarandama prie šviesą skleidžiančių cerio jonų, o ne jai keliaujant iki jų.
Tyrimas taip pat parodė, kad pigesniu zolio-gelio metodu pagaminti kompozitiniai scintiliatoriai – į silicio dioksidą įterpti tirtų kristalinių medžiagų grūdeliai – gali išlaikyti svarbias optines savybes. Tai atveria galimybę scintiliatorius gaminti pigiau.
Gauti rezultatai padeda geriau suprasti procesus, ribojančius scintiliatorių veikimo efektyvumą ir gali prisidėti prie spartesnių bei efektyvesnių spinduliuotės detektorių kūrimo.