Керамический сцинтиллятор для регистрации нейтронов

Карпюк П.В., Гордиенко Е.В., Кузнецова Д.Е., Ващенкова Е.С., Волков П.А., Ретивов В.М. Досовицкий Г.А. (НИЦ «Курчатовский институт» – ИРЕА,  Москва, Россия; НИЦ «Курчатовский институт», Москва, Россия),  Мечинский В.А., Федоров А.А., Коржик М.В. (НИИ Ядерных проблем БГУ,  Минск, Республика Беларусь; НИЦ «Курчатовский институт», Москва, Россия)

Введение

Благодаря комбинации высокой детектирующей эффективности и высокой скорости счета, неорганические сцинтилляторы интересны в качестве материала для регистрации нейтронов. Сцинтилляторы для регистрации нейтронов должны включать в себя поглощающие нейтроны изотопы, такие как 6Li, 10B и 157Gd [1–3]. Наиболее применимыми для решения этой задачи являются: 1) стекла на основе системы  6LiO-SiO2-(Al2O3), обладающие относительно невысоким световыходом;  2) 6Li-содержащие сложные галоидные кристаллы, например семейства элпасолитов, такие как CLYC (Cs2LiYCl6:Ce) и CLLB (Cs2LiLaBr6:Ce), сильно гигроскопичные, из-за чего неудобные в использовании и дорогие в производстве. Известно, что Gd обладает высоким сечением захвата тепловых нейтронов (около 46 000 бн для природной смеси изотопов), а также способен взаимодействовать с нейтронами более высоких энергий. Их относительно малое использование в составе неорганических сцинтилляторов для регистрации нейтронов связано с тем, что продуктом взаимодействия ядер 155Gd и 157Gd с нейтронами являются гамма-кванты с энергиями до 8,5 МэВ, для эффективной регистрации которых необходим эффективный гамма-сцинтиллятор.

1.Gd-содержащие оксиды со структурой граната как сцинтилляторы для регистрации нейтронов

1.1. Преимущества неорганических сцинтилляторов для регистрации нейтронов

Неорганические сцинтилляторы по сравнению с широко используемыми газовыми счетчиками (например, на основе 3He) обладают значительно более высоким содержанием изотопа-поглотителя нейтронов. Это обеспечивает более высокую эффективность детектирования на единицу объема, позволяя создавать более компактные детекторы. В таблице 1 приведено сравнение эффективности поглощения нейтронов в газовом счетчике, сцинтилляционном стекле на основе 6Li и сцинтилляторе, на основе Gd. Недавно было показано, что сцинтиллятор на основе Gd-содержащего сложного оксида со структурой граната, GAGG (Gd3Al2Ga3O12:Ce), активно исследуемый как материал нового поколения для медицинской диагностической техники, также могут быть использованы как эффективные детекторы нейтронов [4, 5].

1.2. Сцинтилляторы на основе сложных оксидов со структурой граната

Многокомпонентные оксиды со структурой граната – активно развивающаяся группа сцинтилляторов. Соединение Gd3Al2Ga3O12:Ce (GAGG) стало основным составом для монокристаллических сцинтилляторов данной группы. GAGG демонстрирует световой выход до 56000 фот./МэВ, энергетическое разрешение до 5 % при возбуждении гамма-квантами 662 кэВ и довольно быструю кинетику с константой затухания основной компоненты, как правило, в диапазоне 50–75 нс; Со-легирование материала позволяет достичь среднего времени затухания около 100 нс [7–11] и время разгорания сцинтилляции в субпикосекундном диапазоне [12].

В таблице 2 приведено сравнение свойств монокристалла GAGG, активированного Ce и со-легированного Mg и Ti, с несколькими известными оксидными сцинтилляторами. Кроме того, была продемонстрирована высокая радиационная стойкость монокристаллов данного состава [13,14], что делает материал интересным для применении в физике высоких энергий и атомной отрасли.

Таблица 1

Сравнение поглощающих способностей разных детекторных сред [4,6]

Также были получены керамики с составами, близкими к GAGG [15–17]. В случае поликристаллического материала степень его прозрачности является дополнительным параметром оптимизации. Смешанные гранаты, где Gd и Y занимают додекаэдрические позиции в кристаллической структуре, могут выдерживать более высокое отклонение от стехиометрического состава, чем гранаты, содержащие исключительно Gd, и при этом оставаться однофазными и оптически прозрачными [18,19]. Наилучшие сцинтилляционные свойства, световыход сцинтилляций до 55000 фот./МэВ и энергетическое разрешение до 3 % (при 662 кэВ для пикселя 0,05 см3) были получены для керамики состава Gd1,5Y1,5(Ga,Al)5O12:Ce (GYAGG), полученной методом горячего изостатического прессования [20,21].

Таблица 2

Сравнение свойств нескольких известных оксидных сцинтилляторов [1]

Сложные оксиды со структурой граната – группа материалов, обладающих привлекательным сочетанием свойств, необходимых для многоцелевого сцинтиллятора, пригодного для решения различных задач в детектировании излучений и, в том числе, для детектирования нейтронов. В данном докладе описаны результаты исследования детекторных характеристик соединений Gd3Al2Ga3O12 и Gd1,5Y1,5Al2,5Ga2,5O12, доклад делается с использованием данных, опубликованных в [4,5] и новых экспериментальных результатов.

2.Результаты моделирования

2.1. Моделирование эффективности поглощения нейтронов в Gd

Моделирование Geant4 было выполнено для определения эффективности поглощения природной смечи изотопов Gd по отношению к нейтронам. Для целей моделирования энергию нейтронов выбирали в диапазоне 2,5 × 10–2–1,5 × 107 эВ, а для моделирования каждой точки использовали 105–106 нейтронов. Моделирование показывает, что смесь природных изотопов Gd является эффективным поглотителем нейтронов (рис. 1). Область резонансных сечений для Gd с естественным изотопным составом находится в пределах 1–10 кэВ. На рис. 1 эти области заполнены, и границы этих областей ограничивают диапазон экстремумов поглощения (от максимума до минимума). Моделирование показывает высокое поглощение в области тепловых нейтронов, нейтронов с энергиями 1–104 кэВ (резонансная область) и для нейтронов высоких энергий, выше 1 МэВ. Пластина Gd толщиной 0,2 мм, эквивалентная по содержанию Gd толщине 1 мм керамики Gd1,485Y1,485Ce0,03Al2,5Ga2,5O12, уже показывает эффективность поглощения, превышающую 1 % для нейтронов с энергиями до 103 кэВ [5].

Рис. 1. Поглощения нейтронов металлическим Gd, данные моделирования Geant4 [5]

3. Получение образцов керамических сцинтилляторов

3.1. Получение керамики

Исходные порошки соединений Gd2,97Ce0,03Al2Ga3O12 (далее – GAGG) и Gd1,485Y1,485Ce0,03Al2,5Ga2,5O12 (далее – GYAGG) были получены методом соосаждения. Азотнокислый раствор, содержащий все необходимые элементы, готовили из оксидов Gd и Y (чистота 5N), гидроксида Al (5N) и нитратов Ga и Ce (4N) с концентрацией 1 моль / л. Вначале растворяли оксиды Gd и Y и гидроксид Al в азотной кислоте, а нитраты Ga и Ce – в воде, а затем смешивали в требуемой пропорции. Затем раствор медленно при интенсивном перемешивании приливали к раствору гидрокарбоната аммония NH4HCO3 с концентрацией 2 моль / л, в результате чего формировался тонкодисперсный осадок.

Его отфильтровывали, промывали водой и изопропанолом, высушивали при 100 °С до постоянной массы и прокаливали при 850 °С. Затем порошок измельчали в планетарной шаровой мельнице, прессовали и спекали на воздухе при 1600 °С. Получали керамику с плотностью, превышающей 95 % от рентгеновской. Полученные плоские таблетки диаметром 20 мм и толщиной 1,5 мм использовали как есть, без дальнейшей полировки поверхности. Микроструктуру керамики характеризовали с использованием сканирующего электронного микроскопа JSM 7100F, Jeol. Диффузное светопропускание измеряли с помощью спектрофотометра Specord 250 Plus, Analytik Jena, снабженного интегрирующей сферой.

3.2. Исследование микроструктуры и прозрачности полученной керамики

Микроструктура керамики с составами GAGG и GYAGG приведена на изображениях СЭМ поверхности керамических образцов и их сколов (рис. 2). Для обоих составов керамик можно видеть хорошо сформированные зерна размером  3–10 мкм и поры размером до 3 мкм. Сколы являются однородными, с едва различимыми границами зерен, что говорит о том, что зерна внутри керамики плотно спечены. Однако поры, образованные в результате захвата воздуха при спекании, вызывают рассеяние света, что приводит к довольно низкому коэффициенту диффузионного пропускания образцов на уровне ~15 %, оба состава показывают сходные результаты.

Рис. 2. Изображения сканирующей электронной микроскопии керамики GAGG – поверхность (а), скол (б) и GYAGG – поверхность (в), скол (г) [5]

Усовершенствование методики получения керамики позволило получить образцы в форме плоскопараллельных пластин толщиной 0,5–2 мм и плотностью до 99,5 % относительно теоретической. Полученная керамика не обладает полной оптической прозрачностью, однако диффузное пропускание достигает 30–50 % относительно воздуха (35–60 % относительно монокристалла GAGG), что позволяет зарегистрировать большую часть света вспышки сцинтилляции.

4.Регистрация нейтронов при помощи керамических сцинтилляторов

4.1. Методология измерений и предварительная характеризация образцов

Измерения регистрации нейтронов проводились с использованием стандартного источника нейтронов Am-Be (ISO 8529-1:2001(E)) в Радиационном центре Университета им. Юстуса Либиха (Гисен, Германия); Активность 241Am составляла 220 ГБк, расчетный выход нейтронов составлял не менее 1,3×107 нейтронов / с, средняя энергия нейтронов составляла ~ 4,2 МэВ, а максимальная энергия нейтронов составляла ~11 МэВ. Образцы керамики соединяли с бищелочным ФЭУ R2059, Hamamatsu, используя стандартную оптическую смазку Baysilone® M 300000, и противоположную сторону таблеток закрывали отражателем Teflon®. Между источником нейтронов и детектором в ряде измерений помещали промежуточные слои: 1) Pb (40 мм) + Cu (3 мм) – чтобы экранировать детектор от фона γ-излучения (назначение слоя Cu – экранирование от характеристического рентгеновского излучения Pb); 2) слой гранулята Cd (2 мм, что эквивалентно 1,2 мм сплошного слоя металла) – для снижения доли тепловых и эпитермальных нейтронов. Амплитудные спектры были получены при помощи амплитудно-чувствительного аналого-цифрового преобразователя с использованием временного строба 500 нс. Для всех измерений использовали чистое время накопления сигнала 300 с. Для предварительной характеризации образцов керамических сцинтилляторов и в качестве реперов использовали стандартные гамма-источники 137Cs, 241Am, 133Ba и 22Na.

Ранее мы сообщали о первых результатах моделирования Geant4 и измерений источника нейтронов Am-Be с использованием прозрачных монокристаллов Gd3Al2Ga3O12:Ce. Эти кристаллы позволяют регистрировать специфические мягкие γ-кванты, испускаемые при захвате нейтронов изотопами Gd. Эти характерные линии демонстрируют скорости счета около 40–70 % относительно отклика сцинтилляционного стекла 6Li на нейтроны (при этом интегральная скорость счета оказывается в 2–3 раза выше) [4].

Сцинтилляционные свойства керамики были предварительно оценены с использованием источника γ-квантов. Амплитудные спектры 137Cs (662 кэВ) приведены на рис. 3. В спектрах нет четко выделяемых пиков полного поглощения на 662 кэВ из-за рассеяния света в полупрозрачной керамике и малой толщины таблеток, но некоторая часть света все же достигает фотоприемника сквозь образцы и может быть зарегистрирована. При γ-возбуждении при помощи 241Am (60 кэВ) керамика демонстрирует световой выход около 4,5 фот. / кэВ. Эта энергия возбуждения близка к диапазону мягких γ-квантов, которые испускаются при захвате нейтронов изотопами Gd. Кинетика сцинтилляции керамики характеризуется основной компонентой с временем высвечивания ~60 нс, и медленными компонентами (около 15 % от светосуммы) с временами высвечивания ~140 нс для GAGG и ~400 нс для GYAGG.

Рис. 3. Амплитудные спектры источника 137Cs, измеренные с использованием керамики GAGG (а) и GYAGG (б) [5]

4.2. Результаты измерений на Am-Be источнике

Чувствительность образцов к нейтронам измеряли под источником Am-Be (рис. 4); также в качестве реперов снимали спектры γ-квантов от эталонных источников 241Am, 133Ba и 22Na. В амплитудных спектрах 241Am и 133Ba различимы пики линий  60 и 356 кэВ соответственно. Соотношение положений пиков находится в хорошем, но не идеальном согласии с соотношением энергий, отклонение может быть результатом ошибки в определении положения пика 133Ba из-за недостаточного качества спектра и / или небольшой нелинейности светового выхода в диапазоне мягких γ-квантов.

Спектры источников Am-Be недостаточно качественные, чтобы различать отдельные линии, как это может быть сделано для монокристаллов [4]. Однако общее количество импульсов счета, полученное путем интегрирования спектров, после вычитания фона можно использовать в качестве значения нейтронного сигнала. Сравнение кривых, полученных с промежуточными слоями (Pb + Cu) и Cd и без них, позволяет оценить вклад γ-фона и тепловых нейтронов в величину сигнала. Наличие одинаковых спектральных особенностей на разностной кривой (кривые 4 на рис. 4 а, б) и спектрах, полученных при регистрации нейтронов, указывают на то, что экранирование в некоторой степени уменьшает поток нейтронов.

Однако, как γ-фон, так и нейтроны, рассеянные при экранировании, составляют не более 20 % от общего сигнала, а тепловые нейтроны (отсекаемые слоем Cd) составляют дополнительно не более 8 % (таблица 3).

Рис. 4. Амплитудные спектры, измеренные при помощи керамики GAGG (а) и GYAGG (б)  под источником Am-Be и стандартными γ-источниками [5]

Таблица 3

Величины сигналов (в импульсах счета), зарегистрированные керамическими  образцами под источником Am-Be с различными промежуточными слоями  между источником и детектором [5] 

Отсутствие прозрачности и небольшая толщина образцов накладывают некоторые ограничения на информативность измерений: из-за этого, например, собственная линия γ-квантов от источника Am-Be – 4,44 МэВ – не выделяется в амплитудных спектрах. В то же время, скорости счета для измеренных образцов находятся в диапазоне от 5,3×103 до 6,1×103 имп. / (с см2) для открытого источника и около 70 % от этого значения, от 3,9×103 до 4,5×103 имп. / (с см2), для экранированного (Cd + Pb + Cu) источника (с вычтенным фоном). Этот сигнал можно отнести к нейтронам с энергиями 1 эВ и выше. Наблюдаемая скорость счета сопоставима с ранее измеренной на той же установке скоростью счета для монокристалла с близким геометрическим поперечным сечением (около 3 см2) [4], составившей 7,6×103 имп. / (с см2).

4.3. Сцинтилляционные характеристики образцов с усовершенствованной микроструктурой

Полученные позднее образцы с усовершенствованной микроструктурой (в первую очередь – существенно сниженной пористостью) продемонстрировали более высокие сцинтилляционные характеристики. Пластины с толщиной 0,5–0,7 мм при возбуждении альфа- и гамма- излучением показали световыход сопоставимый с аналогичными монокристаллами – до 25 тыс. фот./МэВ (рис. 5).

Рис. 5. Амплитудные спектры различных источников, полученные при помощи монокристалла GAGG (а) и пластины GYAGG с толщиной 0,7 мм; спектры различных источников построены  с различным масштабом по оси импульсов счета и в одном масштабе по оси каналов

5. Обсуждение возможных применений

5.1. Возможность реализации детекторов на основе Gd-содержащих кристаллических сцинтилляторов

Ранее было показано, что в монокристаллах GAGG при реакции с нейтронами образуются низкоэнергетические γ-кванты с энергией ниже 600 кэВ, которые могут быть зарегистрированы и использованы в качестве характеристического сигнала нейтронов [4]; эта область содержит продукты взаимодействия Gd с нейтронами – линии при ~90, ~190 и 511 кэВ и часть континуума γ-квантов. Отсутствие прозрачности исследуемых образцов не позволяет различать отдельные линии в амплитудных спектрах, но часть света от каждой вспышки сцинтилляции, тем не менее, может быть зарегистрирована фотоприемником, что позволяет использовать описываемый материал для получения простого нейтронного датчика.

Поскольку цены на фотодетекторы и электронику для обработки сигнала постепенно снижаются, недорогой сцинтилляционный материал позволит создавать дешевые нейтронные датчики, что может поспособствовать нахождению новых областей применения. Следует отметить, что для некоторых приложений полупрозрачные материалы могут быть даже полезны по сравнению с полностью прозрачными материалами. К ним относятся, например, мониторы пучков с дистанционным считыванием при помощи фотокамер [22].

Следует отметить, что γ-фон может быть существенно уменьшен за счет экранирования слоем Pb + Cu толщиной 2 см или менее. Это возможно, потому что следует избегать только низкоэнергетического фона γ-квантов, так как высокоэнергетическое γ-излучение будет давать небольшой вклад в сигнал из-за малой толщины керамических пластин. Благодаря этому можно предложить принципиальную схему детектора, как на рис. 6 [23].

Рис. 6. Схема детектора нейтронов на основе сцинтиллятора GAGG. 1 – сцинтиллятор, кристалл / керамика GAGG; 2 – фотодетектор, например, ФЭУ или Si-ФЭУ; 3 – слой металлической меди; 4 – слой металлического свинца

5.2. Временные характеристики сцинтиллятора GAGG и возможности его использования для времяпролетных детекторов

Измерения энергии нейтронов при использовании импульсного нейтронного источника могут быть основаны на времяпролетном принципе, что используется в некоторых типах нейтронных спектрометров. Сцинтилляторы G(Y)AGG, благодаря высокому временному разрешению, хорошо подходят для решения этой задачи. Отклик на быстрые γ-кванты может служить нулевой меткой. Комбинация кристаллов GAGG:Ce с кинетикой высвечивания улучшенной дополнительным легированием, современных Si- ФЭУ и быстрой электроники считывания позволило достичь разрешения временных совпадений (CTR) 165 пс [24,25]. В таблице 4 приведены величины рассчитанной разницы времени пролета дистанции от источника до детектора 2 м парами нейтронов с энергиями, различающимися на 1 %; также приведены рассчитанные расстояния, на которых разница во времени пролета таких пар нейтронов превысит временное разрешение сцинтилляционного детектора GAGG, принятое за 165 пс. Как видно, использование сцинтиллятора GAGG позволяет получить компактные времяпролетные детекторы нейтронов, заметно превосходящие по этому параметру те, что используются в настоящий момент.

Таблица 4

Разница времени пролета дистанции 2 м нейтронами близких и минимальное расстояние, на котором их можно различить при помощи детектора на основе GAGG и SiPM [4]

Заключение

Моделирование Geant4 показало, что Gd является эффективным поглотителем нейтронов. Показано, что спеченные в атмосфере воздуха полупрозрачные керамические пластины, полученные с использованием потенциально дешевой технологии, могут обнаруживать нейтроны, генерируемые источником Am-Be в широком диапазоне энергий. Оптимизация технологии позволяет повысить прозрачность материала и выход из него света, что будет способствовать дальнейшему улучшению характеристик детектирования нейтронов.

Работа была поддержана Грантом Правительства Российской Федерации в рамках постановления № 220 («мегагрант»), соглашение № 14.W03.31.0004.

Список литературы

1. Lecoq, P., Gektin, A., Korzhik. M. Inorganic Scintillators for Detector Systems, second ed. Springer, 2017. 408 p.
2. Dujardin, C., Auffray, E., Bourret, E., Dorenbos, P., Lecoq, P., Nikl, M., Vasil’ev, A.N., Yoshikawa, A., Zhu, R. Needs, Trends and Advances in Inorganic Scintillators // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2018. Vol. 65. I. 8. P. 1977–1997.
3. Klein, H., Brooks, F.D. Scintillation detectors for fast neutrons // International Workshop on Fast Neutron Detectors and Applications. SISSA Medialab. 2007. Vol. 25. P. 097.
4. Korzhik, M., Brinkmann, K.-T., Dosovitskiy, G., Dormenev, V., Fedorov, A., Kozlov, D., Mechinsky, V., Zaunick, H.-G. Compact and effective detector of the fast neutrons on a base of Ce doped Gd3Al2Ga3O12 scintillation crystal // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2019. Vol. 66. Is. 1. P. 536-540.
5. Dosovitskiy, G., Karpyuk, P., Gordienko, E., Kuznetsova, D., Vashchenkova, E., Volkov, P., Retivov, V., Dormenev, V., Brinkmann, K.-T., Zaunick, H.-G., Mechinsky, V., Fedorov, A., Slusar, I., Dosovitskiy, A. Korzhik, M. Neutron detection by Gd-loaded garnet ceramic scintillators // Radiation Measurements. 2019. Vol. 126. P. 106133 1-4.
6. Evaluated Nuclear Data File (ENDF), https://www-nds.iaea.org/exfor/endf.htm (accessed: March, 2018).
7. Kamada, K., Yanagida, T., Endo, T., Tsutumi, K., Usuki, Y., Nikl, M., Fujimoto, Y., Fukabori, A., Yoshikawa, A. 2 inch diameter single crystal growth and scintillation properties of Ce:Gd3Al2Ga3O12 // J. Cryst. Growth. 2012. Vol. 352. Is. 1. P. 88-90.
8. Tyagi, M., Desai, V.V., Singh, A.K., Singh, S.G., Sen, S., Nayak, B.K., Gadkari, S.C. Timing characteristics of Ce doped Gd3Ga3Al2O12 single crystals in comparison with CsI(Tl) scintillators // Phys. Status Solidi A. 2015. Vol. 212. Is. 10. P. 2213-2218.
9. Kamada, K., Nikl, M., Kurosawa, S., Beitlerova, A., Nagura, A., Shoji, Y., Pejchal, J., Ohashi, Y., Yokota, Y., Yoshikawa, A. Alkali earth co-doping effects on luminescence and scintillation properties of Ce doped Gd3Al2Ga3O12 scintillator // Opt. Mater. 2015. Vol. 41. P. 63-66.
10. Kamada, K., Shoji, Y., Kochurikhin, V. V., Nagura, A., Okumura, S., Yamamoto, S., Yeom, J.Y., Kurosawa, S., Pejchal, J., Yokota, Y., Ohashi, Y., Nikl, M., Yoshino, M., Yoshikawa, A. Large Size Czochralski Growth and Scintillation Properties of Mg2+ Co-doped Ce:Gd3Ga3Al2O12 // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2016. Vol. 63. Is. 2. P. 443-447.
11. Lucchini, M. T., Babin, V., Bohacek, P., Gundacker, S., Kamada, K., Nikl, M., Petrosyan, A., Yoshikawa, A., Auffray, E. Effect of Mg2+ ions co-doping on timing performance and radiation tolerance of Cerium doped Gd3Al2Ga3O12 crystals // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2016. Vol. 816. P. 176-183.
12. Tamulaitis, G., Vaitkevičius, A., Nargelas, S., Augulis, R., Gulbinas, V., Bohacek, P., Nikl, M., Borisevich, A., Fedorov, A., Korjik, M., Auffray, E. Subpicosecond luminescence rise time in magnesium codoped GAGG:Ce scintillator // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2017. Vol. 870. P. 25-29.
13. Alenkov V., Buzanov O., Dosovitskiy G., Egorychev V., Fedorov A., Golutvin A., Guz Yu., Jacobsson R., Korjik M., Kozlov D., Mechinsky V., Schopper A., Semennikov A., Shatalov P., Shmanin E. Irradiation studies of a multi-doped Gd3Al2Ga3O12 scintillator // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2019. Vol. 916. P. 226-229.
14. Auffray, E., Dosovitskiy, G., Fedorov, A., Guz, I., Korjik, M., Kratochwill, N., Lucchini M., Nargelas S., Kozlov D., Mechinsky V., Orsich P., Sidletskiy O., Tamulaitis G., Vaitkevičius A. Irradiation effects on Gd3Al2Ga3O12 scintillators prospective for application in harsh irradiation environments // Radiat. Phys. Chem. 2019. Vol. 164. P. 108-365.
15. Kanai, T., Satoh, M., Miura, I. Characteristics of a nonstoichiometric Gd3+δ(Al,Ga)5-δO12:Ce garnet scintillator // J. Am. Ceram. Soc. 2008. Vol. 91. Is. 2. P. 456-462.
16. Luo, Z., Jiang, H., Jiang, J., Mao, R. Microstructure and optical characteristics of Ce:Gd3(Ga,Al)5O12 ceramic for scintillator application // Ceram. Int. 2015. Vol. 41. Is. 1. P. 873-876.
17. Mori, M., Xu, J., Okada, G., Yanagida, T., Ueda, J., Tanabe, S. Comparative study of optical and scintillation properties of Ce:YAGG, Ce:GAGG and Ce:LuAGG transparent ceramics // J. Ceram. Soc. Jpn. 2016. Vol. 124. Is. 5. P. 569-573.
18. Seeley, Z.M., Cherepy, N.J., Payne, S.A. Homogeneity of Gd-based garnet transparent ceramic scintillators for gamma spectroscopy // J. Cryst. Growth. 2013. Vol. 379. P. 7983.
19. Kuntz, J. D., Cherepy, N. J., Roberts, J. J., Payne, S. A. Phase stable rare earth garnets // Patent US 8461535 B2. Priority 11.05.2010. Issued 11.06.2013.
20. Cherepy, N.J., Seeley, Z.M., Payne, S.A., Beck, P.R., Drury, O.B., O’Neal, S.P., Morales Figueroa, K., Hunter, S., Ahle, L., Thelin, P.A., Stefanik, T., Kindem, J. Development of transparent ceramic Ce-doped gadolinium garnet gamma spectrometers // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2013. Vol. 60. Is. 3. P. 2330-2335.
21. Cherepy, N.J., Seeley, Z.M., Payne, S.A., Swanberg, E.L., Beck, P.R., Schneberk, D.J., Stone, G., Perry, R., Wihl, B., Fisher, S.E., Hunter, S.L., Thelin, P.A., Thompson, R.R., Harvey, N.M., Stefanik, T., Kindem, J. Transparent ceramic scintillators for gamma spectroscopy and MeV imaging // Proc. SPIE. 2015. Vol. 9593. P. 95930P.
22. Krishnakumar, R. Scintillation Screen Materials for Beam Profile Measurements of High Energy Ion Beams // PhD thesis. Technische Universität Darmstadt. 2016. 136 p.
23. Korzhik, M. V., Fedorov, A. A., Mechinsky, V. A., Dosovitskiy, A. E., Dosovitskiy, G. A. Method for registration of neutrons and device for its implementation // Patent RU2663683. Priority 01.12.2017. Issued 08.08.2018.
24. RGBHD SiPMs for fast readout of GAGG scintillation crystals in medical imaging / A. Mazzi, M. Korjik, G. Tamulaitis, A. Vaitkevicius, S. Merzi, C. Piemonte, V. Alenkov, O. Buzanov, A. Fedorov, D. Kozlov, G. Dosovitskiy, S. Nargelas, A. Gola // 7th Conf. on PET/MR and SPECT/MR (PSMR2018), Isola d’Elba, Italy, 21–23 May, 2018.
25. Tamulatis G., Dosovitskiy G., Gola A., Korjik M., Mazzi A., Nargelas S., Sokolov P., Vaitkevičius A. Improvement of response time in GAGG:Ce scintillation crystals by magnesium cooping // J. Appl. Phys. 2018. Vol. 124. Is. 21. P. 215907.

–