Новые сцинтилляционные керамики для детекторов рентгеновского, $\gamma$- и нейтронного излучений

Описаны методы получения и сцинтилляционные свойства прозрачных керамик структурного типа граната состава (Gd,Me)$_3$Al$_2$Ga$_3$O$_{12}$ (Me = Y,Lu), активированных ионами редкоземельных элементов Ce, Pr, Tb. Показано, что внесение композиционного беспорядка в катионную подрешетку соединений позволяет существенно улучшить их сцинтилляционные свойства. По совокупности параметров сцинтилляторы (Gd,Y)$_3$Al$_2$Ga$_3$O$_{12}$:Ce,Tb и (Gd,Y)$_3$Al$_2$Ga$_3$O$_{12}$:Ce,Pr превосходят Gd$_2$O$_2$S:Tb,Ce, (Y,Gd)$_2$O$_2$S:Pr и CsI:Tl для применения в компьютерных томографах и рентгеновских сканерах. Сцинтилляторы (Gd,Y,Lu)$_3$Al$_2$Ga$_3$O$_{12}$:Ce,Mg обеспечивают временное разрешение совпадений аннигиляционных $\gamma$-квантов (511 keV) менее 100 ps, что делает их востребованными для создания позитронно-эмиссионных томографов с возможностью дополнительной селекции по времени пролета. Наличие ионов Gd в соединениях позволяет создавать нейтронные счетчики с детекторными элементами как в виде композитов, так и в виде прозрачных элементов для регистрации нейтронов в широком диапазоне спектра: от тепловых до десятков MeV с использованием как амплитудной селекции, так и дискриминации по форме импульса.