Моделирование деградации сцинтилляционных детекторов

Abstract

У статті описані дослідження взаємозв'язку між характеристиками сцинтиляційних матеріалів, такими як структура, склад та дефекти мікроструктури, та властивостями матеріалів, пов'язаними з дифузійними процесами та деформуванням, а також дослідження впливу характеристик матеріалів, градієнтів температури, кисню та вологи, випромінювання та повзучості на деградацію та зниження терміну експлуатації сцинтиляційних детекторів. Також в роботі буде описано, як характеристики матеріалу, дифузійні процеси, температурні градієнти, випромінювання та повзучість, а також зростання пошкоджуваності внаслідок повзучості, що супроводжується мікроструктурними змінами в детекторах через деякий час, можуть бути керованими, використовуючи аналіз напруженого стану. Це дозволить знизити деградацію та оптимізувати конструкцію, а також підвищити час експлуатації сцинтиляційних детекторів.

In this paper, a comprehensive investigation will be carried out with the main focus directed at the understanding of the relationships between characteristics of scintillators such as structure, composition and microstructure defects, and material properties related to diffusion processes and deformation as well as at the understanding on how these material characteristics, gradients of temperature, oxygen and water, radiation and creep affect degradation and lifetime reduction of scintillators. Further more, focus is put on how the material characteristics, diffusion processes, thermal gradients, radiation and creep as well as the creep damage growth due to microstructuctural changes of scintillators over time may be controlled using induced stress analysis in order to reduce degradation and optimize design, and extend life time of scintillators.