Цель работы – изучение люминесцентных свойств двуокиси циркония при различных видах облучения, и оценка возможности его использования для высокодозной дозиметрии электронных пучков. В результате исследования образцов получен комплекс параметров, характеризующих их фотолюминесцентные и термолюминесцентные свойства, проведено сравнение найденных параметров с известными литературными данными. Обнаружена сублинейная дозовая зависимость интенсивности термолюминесценции моноклинного ZrO2 от дозы облучения, что подтверждает возможность его использования для дозиметрии электронных пучков. Проведен анализ экологических рисков и соблюдения правил безопасности жизнедеятельности при экспериментальных исследованиях. / The purpose of this work is the study of luminescent properties of zirconia excited by different types of radiation, and to assess the possibility of its use for high-current electron beams dosimetry. Obtained set of parameters characterizing their photoluminescence and thermoluminescence properties was compared with the parameters found in literature. Sublinear dose dependence of thermoluminescence intensity of monoclinic ZrO2 confirms the possibility of its use for dosimetry of electron beams. Ecological risks and compliance with the rules of life safety during experimental investigations were analyzed.

The purpose of this work was to study the synthesis conditions effect on the luminescent and dosimetric properties of aluminum oxide submicron ceramics excited by different types of radiation. We reviewed the research published on the topic of luminescent and dosimetric properties of aluminum oxide and other nanoscale materials. It was found that high-temperature annealing of Al2O3 nanopowder compacts in a vacuum (reducing medium in the presence of carbon) triggers the generation of oxygen vacancies in the oxide, which is confirmed by pulsed cathodoluminescence (PCL) results for the samples under study. It was proved that the samples, when annealed in a vacuum at high temperatures, display maximum thermoluminescence (TL) intensity, which is caused by an increased concentration of oxygen vacancies forming F luminescence center. We obtained a complex of parameters characterizing TL peak at 410 К and thermoluminescence properties and later compared it with the parameters found in references. It was observed that TL peaks intensity at 410 К and 600 K of submicron aluminum oxide depended on the dose of β-irradiation (under 200 Gy) and after electron beams irradiation (under 12 kGy). It was demonstrated that submicron aluminum oxide ceramics would be a promising material to detect ionizing radiation doses in excess of the operating dose range of single crystal α-Al2O3 detectors be more than one order. It was found that the sensitivity of submicron aluminum oxide ceramics after high-dose irradiation returned its initial value when annealed in the atmosphere at the temperature of 600 °C for 1 hour. We analyzed and assessed ecological risks and compliance with safety rules during experimental investigations. / Цель работы – изучение влияния режимов высокотемпературного отжига в восстановительной среде на люминесцентные и дозиметрические свойства субмикронной керамики оксида алюминия. Проведен обзор литературы на тему люминесцентных и дозиметрических свойств оксида алюминия и других наноразмерных материалов. Экспериментально установлено, что высокотемпературный отжиг компактов из нанопорошка в вакууме в сильно-восстановительной среде в присутствии углерода вызывает образование кислородных вакансий в оксиде, что подтверждают спектры импульсной катодолюминесценции исследуемых образцов. Увеличение температуры и времени отжига приводит к росту концентрации центров люминесценции, созданных кислородными вакансиями и, как следствие, увеличению интенсивности термолюминесценции субмикронной керамики оксида алюминия. В результате исследования образцов субмикронной керамики оксида алюминия получен комплекс параметров, характеризующих дозиметрический пик ТЛ (410 К), проведено сравнение найденных параметров с известными литературными данными. Наблюдается зависимость интенсивности пиков ТЛ при 410 К и 600 К синтезированной керамики оксида алюминия от поглощенной дозы β-облучения (до 200 Гр) и при облучении электронными импульсами (до 12 кГр). Установлено, что возврат чувствительности к β-излучению после высокодозного облучения происходит при отжиге в атмосфере при температуре 600 ºС в течение 1 часа. Проведен анализ экологических рисков и соблюдения правил безопасности жизнедеятельности при экспериментальных исследованиях.

Due to the study basic structural features of ultrafine ceramics, using the scanning electron microscopy method, were identified. Dependency of particle sizes on thermal treatment modes was determined, and average size of the sample grains was determined due to statistical processing of the SEM images, using hardware and software image analysis package SIAMS 700. It has been established that photoluminescent properties of single-crystalline samples under the study correspond to the publicly available literature data. Photoluminescence spectra were measured after sample finishing and dependence of optical absorption on exposure dose was identified. The ultrafine ceramic FL was examined and comparison study of the resulting parameters with a single-crystalline sample was carried out. Excitation and emission spectra under various modes of ceramic synthesis were also produced. This study makes it possible to consider ultrafine ceramics as a non-conventional material for high-dose measurements. / В результате исследования были выявлены основные структурные особенности ультрадисперсной керамики методом растровой электронной микроскопии. Определена зависимость размеров частиц от режимов термической обработки, а так же найден средний размер зерен образцов за счет проведения статистической обработки изображений РЭМ на программно-аппаратном комплексе анализа изображений SIAMS 700. Установлено, что фотолюминесцентные свойства исследуемых монокристаллических образцов соответствуют общеизвестным литературными данными. Измерены спектры фотолюминесценции после полировки образцов и найдена зависимость оптического поглощения от дозы облучения. Рассмотрена ФЛ ультрадисперсной керамики и проведен сравнительный анализ полученных параметров с монокристаллическим образцом. Так же получены спектры возбуждения и излучения при различных режимах синтеза керамики. Данные исследования позволяют рассматривать ультрадисперсную керамику как перспективный материал для высокодозных измерений.