Радиационно-оптические свойства кварцевого стекла

Кварцевое стекло относится также к числу материалов с высокой радиационно-оптической устойчивостью. Но под действием ионизирующего излучения в кварцевом стекле могут образовываться различные дефекты. К этим дефектам относятся атомы немостикового кислорода. В кварцевом стекле структура этого дефекта отличается от таковой в стекле с примесями щелочных металлов. Этот дефект имеет полосы поглощения с максимумами при 2.0 и 4.75 эВ, а также полосу красной люминесценции с максимумом при 1.9 эВ, которая возбуждается в названных полосах поглощения. Если по соседству возникают два атома немостикового кислорода, они могут объединиться в пероксидный мостик. Под действием ионизирующего излучения из пероксидного мостика образуется пероксидный радикал. При разрыве регулярной сетки кварцевого стекла (на что необходима энергия, превышающая 8.2 эВ), кроме атома немостикового кислорода, возникает также нейтральный трехкоординированный атом кремния – так называемый Е-центр. Е-центр обладает полосой поглощения с максимумом при 5.75 эВ. Существует несколько типов Е-центров в зависимости от примесного состава кварцевого стекла. В стеклах с гидроксильными группами создаются немостиковые атомы кислорода и при меньшей, чем 8.2 эВ, энергии квантов, при этом появляется сигнал электронного парамагнитного резонанса от атомарного водорода и уменьшается сигнал оптического поглощения в полосе 2.7 мкм (группы ОН-). Относительное уменьшение этого поглощения пропорционально концентрации образующихся центров

Отжиг (термически стимулированное разрушение) этих центров происходит в области температур ниже комнатных, чем объясняется очень высокая радиационно-оптическая устойчивость гидроксилсодержащих кварцевых стекол. Отжигу центров способствует высокая подвижность атомарного водорода по сетке кварцевого стекла. В стеклах же без гидроксильных групп термическая стабильность центров очень высока. При отжиге этих центров в гидроксилсодержащих стеклах исчезает сигнал электронного парамагнитного резонанса от атомарного водорода и восстанавливается поглощение при 2.7 мкм. Характерной особенностью гидроксилсодержащих стекол является то, что электронные возбуждения, создаваемые облучением, локализуются преимущественно на ОН-связях. Электронно-колебательная релаксация этого возбуждения с большой вероятностью заканчивается разрывом ОН-связи с образованием атома немостикового кислорода. Это обстоятельство вместе с высокой эффективностью восстановления этой разорванной связи ответственны за высокую радиационно-оптическую устойчивость гидроксилсодержащего кварцевого стекла при экспозиционных дозах до 10^8 Р

Радиационно-оптическая устойчивость кварцевых стекол к воздействию гамма-излучения, характеризуется приращением оптической плотности стекла, облученного на установке и должна соответствовать параметрам указанным в таблице.

доза излучения, Р (Кл/кг)	Приращение оптической плотности ΔDλ, см-1,для длин волн
	300 нм			540 нм
	марка кварцевого стекла
	КУ-1	КУВИ	КВ	КУ-1	КУВИ	КВ
10 000 (2.58)	-	-	0.50	-	-	0.005
100 000 (25.8)	-	-	0.15	-	-	0.010
1 000 000 (258)	0.05	0.07	-	0.005	0.005	-
10^ (2.58*10^4)	0.2	0.3	-	0.025	0.03	-

А еще мы производим:

Извещатель пожарный пламени