zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Khảo sát các tính chất nhiệt phát quang của tinh thể K2GdF5:Sm3+

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

11
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phóng xạ là hiện tượng phổ biến trong tự nhiên. Hằng ngày, con người luôn phải nhận các bức xạ như tia anpha, beta, gamma hay nơtron. Bài viết Khảo sát các tính chất nhiệt phát quang của tinh thể K2GdF5:Sm3+ trình bày một số kết quả nghiên cứu tính chất nhiệt huỳnh quang của vật liệu đa tinh thể K2GdF5:Sm3+.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khảo sát các tính chất nhiệt phát quang của tinh thể K2GdF5:Sm3+

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 KHẢO SÁT CÁC TÍNH CHẤT NHIỆT PHÁT QUANG CỦA TINH THỂ K2GdF5 : Sm3+ Phan Văn Độ, Lương Duy Thành Trường Đại học Thủy lợi, email: phanvando@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU Các tác giả đều chỉ ra triển vọng ứng dụng Phóng xạ là hiện tượng phổ biến trong tự của chúng trong việc phân biệt trường bức xạ nhiên. Hằng ngày, con người luôn phải nhận và đo liều môi trường. Trong báo cáo này, các bức xạ như tia anpha, beta, gamma hay chúng tôi trình bày một số kết quả nghiên nơtron. Sức khỏe con người sẽ bị đe dọa cứu tính chất nhiệt huỳnh quang của vật liệu nghiêm trọng khi liều tích lũy vượt quá giới đa tinh thể K2GdF5:Sm3+. hạn cho phép (cỡ 20 mSv/năm). Mức độ 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ảnh hưởng của các bức xạ khác nhau là khác nhau nhưng chúng đều có thể gây ra Vật liệu đa tinh thể K2GdF5 pha tạp 2at các bệnh đặc biệt nguy hiểm như bệnh ung %Sm3+ được chế tạo bằng phương pháp thủy thư, máu trắng... Với những người làm việc nhiệt. Các hóa chất ban đầu gồm dung dịch trong các môi trường có độ phóng xạ lớn KF, muối Gd(NO3)3 và Sm(NO3)3 được cân như phòng X quang, hay lò phản ứng hạt theo dự kiến rồi đưa vào bình thủy nhiệt. nhân... thì nguy cơ nhiễm phóng xạ càng Nhiệt độ được duy trì ổn định tại 500 K, áp cao. Vì vậy, kiểm soát an toàn phóng xạ là suất 40 at trong thời gian 168 giờ. Sản phẩm một nhiệm vụ quan trọng. Trong lĩnh vực thu được là vật liệu đa tinh thể K2GdF5: Sm3+ này luôn có một đòi hỏi cấp bách về hai vấn có kích thước cỡ vài chục nanometer. Các lớn là: phân biệt được trường bức xạ và đo mẫu được chiếu bằng các bức xạ nơtron, beta liều môi trường. Hiện nay, nhiều vật liệu và tia X từ các nguồn 90Sr, Am-Be và ống tia nhiệt huỳnh quang đã được nghiên cứu và X. Các đường cong nhiệt phát quang được đo đưa vào sử dụng trong việc đo liều và xạ trị bằng hệ thiết bị Harshaw-Bicron 3500 TLD như 7LiF:Mg,Ti (TLD100), Al2O2:C với dải đo từ 50-400oC. (TLD400), 6LiF:Mg,Ti (TLD600). Tuy nhiên, chúng không có khả năng phân biệt 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU được các tia phóng xạ và độ nhạy không 3.1. Đường cong TL tích phân cao với liều môi trường [1]. Nhóm vật liệu nhiệt huỳnh quang họ Theo lý thuyết nhiệt phát quang, khi chất K2LnF5 và KLnF4 (Ln là nguyên tố đất hiếm) điện môi không lý tưởng được chiếu bởi các pha tạp đất hiếm hóa trị 3 được nghiên cứu bức xạ ion hóa, các điện tử được giải phóng khá nhiều do chúng có thể đáp ứng được các khỏi vùng hóa trị và sau đó bị bắt tại các yêu cầu nói trên [2-6]. Trong số các ion đất bẫy, các lỗ trống bị bắt tại tâm. Nếu sau đó hiếm thì 157Gd có tiết diện bắt nơtron lớn nhất vật liệu được đốt nóng, các điện tử sẽ được (255.000b) do đó tinh thể K2GdF5 có độ nhạy giải phóng khỏi bẫy và tái hợp với lỗ trống cao với bức xạ nơtron [2]. Trong thời gian đồng thời phát quang. Cường độ huỳnh gần đây, đã có nhiều công bố về tính chất quang I(t) phụ thuộc vào nhiệt độ theo công nhiệt phát quang của vật liệu này [2, 3, 6]. thức [1]: 472
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1  E n0b .s. exp  N (1b ) I (t )   kT  b  s (b  1)(n0 / N ) b1 T  E   b1 1    exp dT '  kT    0 T trong đó n0 là tổng số điện tử trên bẫy ở thời điểm ban đầu, s là tần số thoát, b là bậc động học, N làmật độ bẫy điện tử, E là độ sâu bẫy (còn gọi lại năng lượng kích hoạt), β là tốc độ gia nhiệt, k là hằng số Boltzmann, T là nhiệt Hình 2. Đường cong TL của K2GdF5: Sm với độ tuyệt đối. Đường cong biểu diễn cường độ các bức xạ khác nhau, tốc độ gia nhiệt 5 oC/s huỳnh quang theo nhiệt độ được gọi là đường Với bức xạ beta, đường cong TL xuất hiện cong nhiệt huỳnh quang tích phân (TL). Trên một đỉnh mạnh tại nhiệt độ khoảng 210oC và đường cong có thể có nhiều đỉnh, mỗi đỉnh 3 đỉnh thấp hơn tại các nhiệt độ 100, 130 và ứng với một bẫy điện tử. 335oC; với tia X, đường cong xuất hiện một Hiện tượng nhiệt phát quang được ứng đỉnh lớn trong khoảng 335oC và một vai ở dụng nhiều trong việc đo liều và tính tuổi của nhiệt độ khoảng 280oC; với bức xạ nơtron, 2 các cổ vật.Hiện nay, liều kế thương mại đỉnh được ghi nhận rõ ràng tại nhiệt độ TLD00 được sử dụng phổ biến để kiểm soát khoảng 210 và 335oC.Có thể thấy rằng hình an toàn phóng xạ. Ưu điểm của liều kế này là dạng của đường cong TL phụ thuộc mạnh rất nhạy với bức xạ beta và tia X. Tuy nhiên, vào bức xạ mà vật liệu đã hấp thụ trước đó. đường cong nhiệt phát quang tích phân của Như vậy, vật liệu đa tinh thể K2GdF5: Sm3+ TLD100 không có sự khác nhau giữa các bức có triển vọng trong việc chế tạo liều kế để sử xạ (hình 1), do đó liều kế này không thể sử dụng trong việc phân biệt trường bức xạ. dụng để nhận biết trường bức xạ. 3.2. Đáp ứng liều nơtron của K2GdF5: Sm3+ Hình 3. Đường đáp ứng liều đối với nơtron của K2GdF5: Sm3+ và TLD600 Để có thể sử dụng làm vật liệu đo liều, vật liệu nhiệt phát quang phải có đường đáp ứng của tín hiệu TL phụ thuộc tuyến tính với liều chiếu trong phạm vi sử dụng [1, 4]. Hình 3 Hình 1. Đường cong TL tích phân của TLD100 trình bày đường đáp ứng với nơtron liều nhỏ với các bức xạ khác nhau với liều chiếu 2 mSv của K2GdF5: Sm3+ và của liều kế chuyên Hình 2 trình bày đường cong nhiệt phát dụng cho nơtron (TLD600). Kết quả nghiên quang tích phân của mẫu K2GdF5:Sm3+. cứu cho thấy, với liều nhỏ (cỡ liều môi Trong phép đo này, các mẫu được chuẩn hóa trường), đường đáp ứng liều của K2GdF5: về cùng khối lượng và được chiếu xạ với Sm3+ có dạng khá tuyến tính và có độ nhạy cùng liều 2 mSv. cao hơn nhiều so với liều kế TLD600. Ngoài 473
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 ra, hình dạng đường cong TL của K2GdF5: chiếu [1], bậc động học (b) của các đỉnh cũng Sm3+ khá đơn giản, điều này rất thuận tiện được tìm ra. Các kết quả tính toán được trình cho việc phân tích các thông số động học. bày trong bảng 1. Như vậy, vật liệu tinh thể K2GdF5: Sm3+ có Bảng 1. Các thông số động học triển vọng trong chế tạo liều kế với mục đích của vật liệu K2YF5:Sm3+ (β = 5 oC/s) đo liều nơtron môi trường. Đỉnh TmoC E, eV b s, s-1 3.3. Đánh giá các thông số động học 1 100 0,54 1,13 1,2×107 2 210 1,04 1,13 3,2×109 3 335 1,92 1,12 3,9×1012 4. KẾT LUẬN Đường cong nhiệt phát quang tích phân của đa tinh thể ứng với các bức xạ; beta, nơtron và tia X đã được đo và phân tích động học. Hình dạng của các đường cong phụ thuộc mạnh vào Hình 4. Đường cong TL tích phân của mẫu loại bức xạ mà vật liệu đã hấp thụ trước đó. K2GdF5:Sm3+ với các tốc độ gia nhiệt khác nhau Điều này chỉ ra triển vọng của vật liệu K2GdF5:Sm3+ trong việc phân biệt trường bức xạ. Độ nhạy cao của vật liệu với bức xạ nơtron liều nhỏ cho mở ra triển vọng chế tạo liều kế nơtron môi trường từ vật liệu này. 5.TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] C. Furetta, 2003, Handbook of Themorlumi-nescence, World Scientific, Singapore. Hình 5. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc [2] Huynh Ky Hanh., N.M. Khaidukov., V.N. của ln(Tm2 /  ) theo 1/Tm Makhov, 2012, Themorluminescence properties of K2YF5 and K2GdF5 doped with Để đánh giá các thông số động học của vật Tb3+ in response α, β and X ray, J. Lumin, liệu, chúng tôi sử dụng phương pháp thay đổi 268, 3344. tốc độ gia nhiệt [1, 3]. Theo phương pháp [3] J.A. Nieto.,N.M. Khaidukov., 2016, Themor- này, đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của luminescence of Tb doped double fluorides, ln(Tm2/β) theo 1/Tm có hệ số góc là E/k và Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., 263, 36-40. giao với trục tung tại vị trí ln(E/ks), từ đây ta [4] E.C. Silva,, N.M. Khaidukov., M.S. có thể tính được E và s. Nogueira, 2007, Investigation of theTL Hình 4 trình bày đường cong TL tích phân response ofK2YF5:Dy3+crystals của mẫu K2GdF5:Sm3+ với các tốc độ gia toXandgamma radiationfields, Radiat. nhiệt khác nhau. Có thể nhận thấy rằng vị trí Meas.42, 311–315. của các đỉnh có xu hướng dịch về phía nhiệt [5] N. Kristianpoller., D. Weiss., N. độ cao khi β tăng. Đồ thị biểu diễn sự phụ Khaidukov.,2008, Thermoluminescence of thuộc của ln(Tm2/β) theo 1/Tm của các đỉnh some Pr3+dopedfluoride crystals, Radiat. Meas. 43, 245–248. được trình bày trong hình 5. [6] L.O. Faria, N. Khaidukov,M. S. Nogueira Từ đồ thị, chúng tôi tính được giá trị của (2014), Thermoluminescence response of năng lượng kích hoạt E và tần số thoát s. K2GdF5:Tb3+ crystals to photon radiation Ngoài ra, sử dụng phương pháp thay đổi liều fields, Radiat. Prot. Dosim, 112, 435–438. 474

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.