Some aspects of the energy exchange in an ionizing particle track for organic solid detectors

Abstract

This work studies the radioluminescence energy yield of organic solid scintillators. The energy that is necessary to produce a scintillation photon is calculated for different ionizing radiations. The analysis of the results is based on the study of the physical processes proceeding during the early stages of the ionizing particle energy exchange. It bases on the concept of a decisive influence of the polarization, which appears in an organic molecular medium, on the recombination of hot charge carriers that results in reduction of the radioluminescence energy yield. The possible reasons of the energy losses are also analyzed.

Исследуется энергетический выход радиолюминесценции органических твердотельных сцинтилляторов. Проведен расчет энергии, которая расходуется на создание одного фотона сцинтилляционного импульса при разных видах возбуждения. Анализ результатов основывается на изучении физических процессов, протекающих на ранних стадиях размена энергии ионизирующей частицы. В основе этого анализа лежит концепция об определяющем влиянии поляризации органической молекулярной среды на рекомбинацию горячих носителей заряда, что приводит к уменьшению энергетического выхода радиолюминесценции. Анализируются возможные причины энергетических потерь для ионизирующих излучений разных типов.

Дослiджується енергетичний вихiд радiолюмiнесценцiї органiчних твердотiльних сцинтиляторiв. Проведено розрахунок енергiї, яка витрачається на створення одного фотона сцинтиляцiйного iмпульсу при рiзних видах збудження. Аналiз результатiв арунтується на вивченнi фiзичних процесiв, якi вiдбуваються на раннiх стадiях розмiну енергiї iонiзуючої частинки. В основi цього аналiзу лежить концепцiя про визначальний вплив поляризацiї органiчного молекулярного середовища на рекомбiнацiю гарячих носiїв заряду, що спричинює зменшення енергетичного виходу радiолюмiнесценцiї. Аналiзуються можливi причини енергетичних втрат для iонiзуючих випромiнювань рiзних типiв.