Анотація до роботи:

Андрющенко Г.Ю. Пористі сцинтилятори для визначення - і -випромінюючих радіонуклідів в природних водах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01 – матеріалознавство. – Інститут монокристалів НАН України, Харків, 2006.

Дисертацію присвячено розробці фізико-технологічних основ одержання нового сцинтиляційного матеріалу – пористого сцинтилятора, який поєднує властивості сцинтилятора і сорбента і реалізує 4-геометрію реєстрації випромінювань. Запропонований матеріал призначено для селективного визначення низьких концентрацій - і b-випромінюючих радіонуклідів в природних водах. Розроблено технологічну схему одержання пористого сцинтилятора, що забезпечує необхідну відтворюваність результатів аналізу. Встановлено кореляцію між умовами процесу одержання композиту (пресування компонентів та видалення пороутворювача) та його сцинтиляційними і сорбційними властивостями. Визначено вплив фізико-хімічних параметрів (пористість, масове співвідношення компонентів та розмір частинок) композиційного сорбційно-сцинтиляційного матеріалу на його механічні, сорбційні й сцинтиляційні властивості.

Розроблено методику сорбційно-сцинтиляційного визначення ⁹⁰Sr в природних водах, яка дозволяє визначати ⁹⁰Sr на рівні 0,26 Бк/л. Методику випробувано при аналізі вод з регіону Чорнобильської АЕС.

В результаті проведених досліджень розроблені фізико-технологічні основи одержання нового сцинтиляційного матеріалу – пористого органічного полікристалічного сцинтилятора для визначення ⁹⁰Sr, актинідів і трансуранових елементів у воді. Проаналізовано властивості матеріалу та розроблено методику визначення низьких концентрацій ⁹⁰Sr у природних водах. Отримано наступні наукові результати:

1. За результатами досліджень сорбційних властивостей пористих сцинтиляторів доказано ефективність використання синтетичного гідроксилапатиту для селективного вилучення ⁹⁰Sr з води в інтервалі рН 7...10.

2. Виявлено закономірності формування структури матеріалу в залежності від гранулометричного складу компонентів. Встановлено оптимальний склад і структуру пористого сцинтиляційного матеріалу (пористість – 40%, лінійні розміри пор – 35...50мкм, співвідношення сцинтиллятора до сорбенту за масою 1,5:1, розмір зерен сцинтилятора 0,5...1мм, сорбенту - 0,3...0,5мм ).

3. На основі досліджень структуроутворення встановлено оптимальні параметри технологічного процесу одержання пористого сцинтилятора з заданими властивостями:

одновісне пресування компонентів під тиском 245 МПа на протязі 5 хв. при температурі 25С;

видалення пороутворювача (гідрокарбонату амонію, температура розкладу »36С) шляхом нагрівання зразка при температурі 50...60С на протязі 60 хв.

4. Показано, що запропонований матеріал поєднує властивості сцинтилятора і сорбента і може бути використаний як сорбційно-сцинтиляційний матеріал для визначення низьких концентрацій радіонуклідів у поверхневих водах.

5. Розроблено методику сорбційно-сцинтиляційного визначення ⁹⁰Sr в природних водах. Методика складається з фільтрації води з рН 9,5 через пористий сцинтилятор зі швидкістю 10…15см³/хв, селективного накопичення ⁹⁰Sr та вимірювання його активності амплітудним методом. Використання запропонованої методики дозволяє за рахунок реалізації 4-геометрії вимірювань досягнути мінімальної активності ⁹⁰Sr, що детектується (МДА), на рівні 0,26 Бк/л.

6. Запропонований матеріал та методику використано при аналізі вод в регіону Чорнобильської АЕС.

7. Показано, що використання аніоніту ВП-1Ап в якості сорбенту для концентрування трансуранових елементів дозволяє застосовувати пористі сцинтилятори для визначення ²³⁹Pu на рівні 50 Бк.

Основні публікації за темою дисертаційної роботи

1. Andryushchenko A.Yu., Blank A.B., Budakovsky S.V., Tarasenko O.A., Shevtsov N.I. Porous scintillator for dosimetry of radionuclides in water// Functional Materials.- 2000. - Vol.7, №.4(2).- Р.851-854.

2. Andryushchenko A.Yu., Blank A.B., Budakovsky S.V., Grinyov B.V., Shevtsov N.I. Studies of sorption properties of impregnated porous scintillator based on p-terphenyl//Molecular Crystals and Liquid Crystals.- 2001. -Vol.361.-Р.281-286.

3. Andryushchenko A.Yu., Blank A.B., Budakovsky S.V., Tarasenko O.A. and Shevtsov N.I. Sorption-scintillation determination of ⁹⁰Sr in natural water//
Analytica Chimica Acta.-2003.-Vol.480, Issue 117.-P. 151-156.

4. Andryushchenko A.Yu., Blank A.B., Budakovsky S.V., Galunov N.Z., Shevtsov N.I. Scintillation material for determination of radionuclides in water//Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A.-2003.-Vol. 511, Issue 3.- Р.425-430.

5. Andryushchenko A.Yu., Blank A.B., Budakovsky S.V., Zelenska O.V., Shevtsov M.I. Preparation and property studies of new detectors of transuranium elements//Functional materials.-2006. - Vol.13, №.1.- Р.144-147.

6. Деклараційний патент України на винахід: Полікристалічний органічний сцинтилятор та спосіб його виготовлення. Андрющенко Г.Ю., Бланк A.Б., Будаковський С.В., Галунов М.З., Тарасенко О.А., Шевцов М.I.-№ 57950А, С04В35/00, заявлено 28.12.2001, видано 15.07.2003, бюл. №7.

7. Андрющенко А.Ю., Будаковский С.В., Шевцов Н.И. Сорбционно-радиометрическое определение стронция-90 в воде// Тезисы докладов Всеукраинской (с международным участием) конференции по аналитической химии, посвященной 100-летию со дня рождения Н.П.Комаря.- Харьков.- 2000.-С.110.

8. Андрющенко Г.Ю. Сорбційно-радіометричне визначення Sr-90 у воді// Збірка тез доповідей Першої Всеукраїнської конференції студентів та аспірантів "Сучасні проблеми хімії".- Київ. – 2000.- С.12

9. Andryushchenko A.Yu., Blank A.B., Budakovsky S.V., Grinyov B.V., Shevtsov N.I. Impregnated porous scintillator based on p-terphenyl//Abstracts of 3-rd International Conference “Electronic Processes in Organic Materials”. - Kharkiv.-2000.- Р.199.

10. Андрющенко А.Ю., Тарасенко О.А. Технологія виготовлення та дослідження властивостей пористого композиційного матеріалу на базі п-терфенілу// Book of Abstracts International Students and Young Conference in Theoretical and Experimental Physics (EURECA-2001).-2001.- Lviv.- Р.184.

11. Андрющенко А.Ю., Тарасенко О.А. Адсорбционные композиционные материалы для радиационного мониторинга//Материалы международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2002", секция "Химия".- Т.1.- Москва:МГУ,2002.- С.9

12. Андрющенко А.Ю. Пористые сцинтилляторы как детекторы a-излучений// Тезисы докладов Первой Региональной конференции молодых ученых «Современные проблемы материаловедения».-2002.-Харьков.-С.15.

13. Андрющенко A.Ю., Бланк А.Б., Будаковский С.В., Шевцов Н.И. Композиционный материал, объединяющий процессы концентрирования и детектирования радионуклидов// Book of Abstracts International Conference Functionalized Materials: Synthesis, Properties and Application. -2002.- Kyiv.-Р.9.

14. Андрющенко А.Ю., Бланк А.Б., Шевцов М.І. Пористі сцинтилятори для визначення радіонуклідів у воді//Матеріали сесії Наукової ради НАН України з проблеми “Аналітична хімія”.- Ужгород:УжНУ, 2003. - С.43.

15. Andryushchenko A.Yu., Blank A.B., Budakovsky S.V., Tarasenko O.A. and Shevtsov N.I. New scintillation material combining the processes of concentration and detection of radionuclides// Book of Abstracts 5-th European Conference on Luminescence Detectors and Transformers of Ionizing Radiation (LumDeTr).-Prague (Czech Republic).-2003.-Р.171.

16. Andryushchenko A.Yu., Budakovsky S.V., Galunov N.Z., Shevtsov N.I. Scintillation material for dosimetry of Sr-90 in environmental water// Abstracts International Conference “Functional Materials” (ICFM-2003).- Partenit (Crimea).-2003.-Р.218.

17. Andryushchenko А.Yu., Budakovsky S.V., Shevtsov N.I. Composite materials based on organic crystals using for radiation monitoring// Abstracts International Conference “Functional Materials” (ICFM-2003).- Partenit (Crimea).-2003.-Р.219.

18. Андрющенко А., Будаковський С., Зеленська О., Шевцов М. Технологія виготовлення та дослідження властивостей нових детекторів трансуранових елементів// Збірник тез Міжнародної конференція молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики (ЕВРИКА-2004).- Львів.- 2004.-С. 133.

19. Андрющенко Г.Ю., Будаковський С.В., Зеленська О.В., Шевцов М.І. Органічні сцинтилятори як детектори трансуранових елементів // Book of Abstracts X-th International Seminar on Physics and Chemistry of Solids (ISPCS’04).- Lviv.-2004.-Р.83.

20. Андрющенко Г.Ю., Будаковський С.В., Зеленська О.В., Шевцов М.І. Виготовлення та властивості нових детекторів трансуранових елементів//Труды XVI Международной конференции по физике радиационных явлений и радиационному материаловедению (XVI ICPRP).-Харьков:ИФТТМТ ННЦ ХФТИ.- 2004.- С.357.

21. Andryushchenko A.Yu., Blank A. B., Budakovsky S. V., Zelenska O.V., Shevtsov N. I. Adaptation of the organic porous scintillators for the -emitters determination//Abstracts International Conference “Functional Materials” (ICFM-2005).-2005.- Partenit (Crimea).-Р.251.

22. Andryushchenko A., Blank A., Budakovsky S., Zelenska O., Tarasenko O., Shevtsov M. Organic porous scintillators for the -emitters// Abstract Book 4^th International Symposium on Laser, Scintillator and Non Linear Optical Materials, ISLNOM-4. – 2006.- Prague (Czech Republic). - P.91.