Радиолюминесцентные и оптические свойства конденсированных лазерных сред для прямой ядерной накачки

• Автор: Серегина, Елена Андреевна
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 264 с. : ил

Глава 1. Радиолюминесценция кристалла ¥3А15Оі2^і13+ и лазерных фосфатных стекол при возбуждении а-частицами и осколками деления
1.1.Параметры среды, необходимые для оценки энергетических характеристик лазера с ядерной накачкой
1.1.1.Характеристики спонтанного излучения, испускаемого средой при возбуждении тяжёлыми заряженными частицами

1.2. Радиолюминесценция кристалла У3А150і2:Ш3+ и неодимовых фосфатных стёкол

1.2.1. Краткий обзор литературы

1.2.2. Методы измерения распределений Р(А.) и СЮ)

1.2.3. Процедура обработки экспериментальных данных

1.2.4. Результаты измерений и их обсуждение

1.3. Модель твердотельного лазера с ядерной накачкой

1.4. Выводы
Глава 2. Радиолюминесценция конденсированных лазерных сред при гомогенном возбуждении продуктами ядерных реакций
2.1. Введение
2.2. Метод измерения радиолюминесцентных характеристик конденсированных сред в потоках быстрых нейтронов
2.3. Радиолюминесцентные характеристики лазерных неорганических жидкостей при их возбуждении продуктами ядерных реакций в
потоке быстрых нейтронов
2.3.1. Лазерные жидкости БОСЬ-ОаСЬ-Ш3'1'
2.3.2. Лазерные жидкости РОС1з-8пС14-Кс13+
2.3.3.Лазерные жидкости 802С12-0аС1з-Ш
2.3.4. Другие неорганические жидкости, активированные редкоземельными элементами
2.4. Радиолюминесцентные характеристики урансодержащих лазерных неорганических жидкостей при их возбуждении продуктами ядерных реакций в потоке быстрых нейтронов
2.4.1. Жидкости 80С12-0аС13-Ш22+-Ш3+
2.4.2. Лазерная среда 2пС12-СаС1з-и022+-Ш3+
2.4.3. Жидкости 802С12-0аС1з-Ш22+-Ш3+
2.4.4. ЖидкостиРОС1з-8пС14-Ш22+-Мс13+
2.5. Выводы
Глава 3. Спектрально-люминесцентные и генерационные свойства жидких урансодержащих лазерных сред при оптическом возбуждении

3.1. Введение
3.2. Методика измерения спектрально-люминесцентных характеристик при оптическом возбуждении среды
3.3. Спектрально-люминесцентные свойства 1Ю22+ в РОС1з-8пС14
3.4 Исследование взаимодействия между уранилом и РЗЭ3+ в бинарном растворителе РОС13-8пС14
3.4.1. Метод определения концентрации сенсибилизационных комплексов
* и022+->РЗЭ3+
3.4.2. Взаимодействие между ЕЮ22+ и Ис13+ в РОС13-8пС14
3.4.3. Кинетика комплексообразования 1Ю22+ - Ш3+ в РОС13-8пС14
3.4.4. Взаимодействие 1Ю22+-РЗЭ3+ (Еп3+, Рг3+, Ег3+) в РОС13-8пС14
3.4.5. Взаимодействие между 11022+ и Еи3+ в РОСЬ-8пС14 и
3.4.6. Взаимодействие между И022+ и Ис13+ в РОС1з-2гС14
3.4.7. Взаимодействие между И022+ и 14с13+ в РОС13-А1С1з
3.5. Исследование влияния уранила на генерационные свойства
лазеров на неорганических жидкостях

3.5.1. Лазерные жидкости Р0С1з-8пС14-и022+-Ш3+
3.5.2. Лазерные жидкости 802С12-ОаС1з-и022+-Кб3+
3.5.3. Лазерные жидкости Р0С1з-8пС14-и022+-Еи3+
3.6. Выводы
Глава 4. Радиолюминесценция ионов редкоземельных элементов в уранилсодержащих неорганических жидкостях при гомогенном возбуждении а-частицами изотопов урана
4.1. Введение
4.2. Методика абсолютных измерений выхода фотонов радиолюминесценции РЗЭ3+ при гомогенном возбуждении а-частицами
4.3. Радиационно-химический выход возбуждённых ионов неодима в растворах P0Cl3-SnCl4-235U022+-Nd3+ и P0Cl3-ZrCl4-235U022+-Nd3+
4.4. Радиационно-химический выход возбуждённых ионов европия
в растворах P0Cl3-SnCl4-235U022+-Eu3+ и D20-235U022+-Eu3+
4.5. Радиационно-химический выход возбуждённых РЗЭ3+ (Рг, Ег, Tb, Sm, Dy, Но, Y) в растворах POCl3-SnCl4-235U022+- РЗЭ3+
4.6. Радиолюминесценция жидких и замороженных растворов POCU-SnCU-235U022+-Nd3+
4.6.1. Введение
4.6.2. Методика эксперимента
4.6.3. Температурная зависимость радиолюминесценции Nd3+
4.7. Выводы
Глава 5. Оптические и лазерные свойства жидких сред при импульсном облучении на реакторе БАРС
5.1. Введение
5.2. Методика экспериментов по исследованию оптических сойств жидкости, возбуждённой осколками деления
5.3. Результаты измерения дополнительных потерь, наведённых

Р, Вт P, Вт

Рис. 1.14. Временные зависи-2Д мости выходной мощности
лазера с активной средой в виде урансодержащего фос-15 фатного стекла типа ГЛС
при накачке осколками деле-10 ния с учетом и без учета наведенных потерь. Сплошная кривая соответствует расчету s с учетом наведенных потерь,
пунктирная кривая — расчету 0 без учета наведенных потерь.
100 200 300 400 500 600 700
t, МКС
стояния иона неодима 4F3/2 равно 90 мкс, сечение а генерационного перехода 4Рз/2 —> 41ц/2 равно 3-10'20 см2, линейный коэффициент неактивных потерь щ ра =0.002 см'1 [105]. Поскольку по своим параметрам стекло марки ГЛС-27 и
образец № 1ст близки, то возможное значение эффективности возбуждения состояния 4F3/2 осколками деления 5 при данной концентрации ионов неодима приблизительно будет равно 0.006. На рис. 1.14 представлены временные зависимости выходной мощности для этого фосфатного стекла. Из рисунка видно, что на урансодержащем фосфатном стекле с параметрами близкими к стеклу марки ГЛС-27 и к образцу № 1ст, может быть получен лазерный эффект.
И, наконец, рассмотрим фосфатное стекло, которое имеет параметры близкие к образцу № Зет и к параметрам стекла марки ЛГС-40: концентрация активных ионов неодима в этом стекле равна 2.9-1020 см'3, экспериментальное время жизни возбужденного состояния 4Fj/2 т = 280 мкс, сечение генерационного перехода 4F3/2 -» 41ц/2 сг= 5.3-10'20 см2, линейный показатель неактивных потерь ра =0.001 см'1 и возможное значение эффективности возбуждения состоя-

ния 4F3/2 осколками деления 5 при данной концентрации ионов неодима равно