BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN QUỐC GIA VỀ KHOA HỌC, CÔNG NGHỆ VÀ ĐỔI MỚI SÁNG TẠO

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  30,358,688
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

30

Hoá lý

Trần Ngọc(1), Phan Văn Độ

Tính chất nhiệt phát quang của thủy tinh CaSO4-B2O3-RE2O3, khả năng ứng dụng trong đo liều bức xạ

Thermoluminescent properties of CaSO4-B2O3-RE2O3 glass, applicability in radiation dosimetry

Khoa học và công nghệ - Trường Đại Duy Tân

2023

59

58 - 67

1859-4905

Thủy tinh, Borosulfat calcium, Đáp ứng liều, Độ chính xác riêng, Đo liều bức xạ

Calcium borosulfate glass, Dose-response, Specific accuracy, Radiation dosimetry

Thủy tinh calcium borosulfat có thành phần CaSO4-B2O3 pha tạp các oxit đất hiếm Dy2O3, Eu2O3, Sm2O3 và Tb2O3 (CaSB:RE) được chế tạo bằng phương pháp nung nóng chảy trong môi trường khử sử dụng than graphit. Bản chất vô định hình của mẫu sản phẩm được chứng minh bằng giản đồ nhiễu xạ tia X. Kết quả nghiên cứu phổ quang học cho thấy, các khuyết tật của chất nền như BO32-, SO42- và Ov - đóng vai trò là tâm, bẫy điện tích, còn các ion RE3+ đóng vai trò là tâm phát quang trong quá trình nhiệt phát quang (TL). Các tính chất của thủy tinh CaSB:RE3+ như: độ nhạy TL, khả năng đáp ứng liều, khoảng tuyến tính, độ ổn định tín hiệu lưu trữ của đỉnh đo liều và khả năng tái sử dụng đã được nghiên cứu, làm cơ sở để đánh giá khả năng ứng dụng của nó trong phép đo liều bức xạ.

Calcium borosulfate glass composed of CaSO4-B2O3 doped with rare earth oxides Dy2O3, Eu2O3, Sm2O3 and Tb2O3 (CaSB:RE) was fabricated by melting in a reduced environment using graphite coal. The amorphous nature of the product sample was verified by X-ray diffraction. The optical spectroscopy showed that the defects of the host materials such as BO3 2-, SO42- and Ov - play the role of the center, c-harge traps, while RE3+ ions act as luminescence centers in the thermoluminescence (TL) process. The properties of CaSB:RE3+ glass such as TL sensitivity, dose response-ability, linear range, storage signal stability of dosimetry peak and reusability were studied as a basis to evaluate its applicability in radiation dosimetry.

TTKHCNQG, CVv 416

Xem toàn văn
  • [1] X. Gong; P. Wu; W.K. Chan; W. Chen. (2000), Effect of γ-ray irradiation on the structure and luminescent proper of nanocrystalline MSO4:xEu (M = Ca, Sr, Ba; x = 0.001-0.005).,Journal of Physics and Chemistry of Solids 61, 115-121. https://doi.org/10.1016/S0022-3697(99)00223-1.
  • [2] S.R. Anishia; M.T. Jose; O. Annalakshmi; V. Ramas amy. (2011), Thermoluminescence properties of rare earth doped lithium magnesium borate phosphors.,Journal of Luminescence 12-131, 2492-2498. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2011.06.019.
  • [3] O. Annalakshmi; M.T. Jose; G. Amarendra. (2011), Dosimetric c-haracteristics of manganese doped lithium tetraborate – An improved TL phosphor.,Radiation Measurements. 46 (8), 669 – 675. https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2011.06.016.
  • [4] H.W. Kui; D. Lo; Y.C. Tsang; N.M. Khaidukov; V.N. Makhov. (2006), Thermoluminescence properties of double potassium yttrium fluorides singly doped with Ce3+, Tb3+, Dy3+ and Tm3+ in response to α and β irradiation.,Journal of Luminescence 117, 29-38. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2005.03.012.
  • [5] C. Laxmi Kanth; B.V. Raghavaiah; B. Appa Rao; N. Veeraiah. (2004), Optical absorption, fluorescence and thermoluminescence properties of ZnF2–MO– TeO2 (MO = ZnO, CdO and PbO) glasses doped with Er3+ ions.,Journal of Luminescence 109, 193– 205. Doi:10.1016/j.jlumin.2004.02.008.
  • [6] N. S. Prabhu; K. Sharmila; S. Kumaraswamy; H.M. Somashekarappa; M.I. Sayye; H.A. Ghamdi; H. A.H. Almuqrin; S.D. Kamath. (2021), An examination of the radiation-induced defects and thermoluminescence c-haracteristics of Sm2O3 doped BaO–ZnO–LiF–B2O3 glass system for γ-dosimetry application.,Optical Materials 118, 111252.
  • [7] C. Görller; Walrand; K. Binnemans. (1998), Spectral intensities of f – f transition.,Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earth. Vol.25. 101-252.
  • [8] J. V. Dam; G. Marinello. (1999), Methods for in vivo dosimetry in External Radiotherapy.,Physics for clinical radiotherapy, Booklet No.1.
  • [9] H.A. Soliman; E. Salama. (2018), Thermoluminescence c-haracteristics and dosimetric parameters of Nd3+ doped alkali borosilicate glass.,Int. J. Appl. Glass. Sci. 9, 435-443. https://doi.org/10.1111/ijag.12347.
  • [10] Halperin; A.A. Braner. (1960), Evaluation of thermal activation energies f-rom glow curves.,Phys. Rev. 117 (2) 15. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRev.117.408.
  • [11] R. Chen. (1969), On the Calculation of Activation Energies and Frequency Factores f-rom Glow Curves.,Journal of Applied Physics 40, 570–585. https://doi.org/10.1063/1.1657437.
  • [12] D. Rajesh; A. Balakrishna; Y.C. Ratnakaram. (2012), Luminescence, structural and dielectric properties of Sm3+ impurities in strontium lithium bismuth borate glasses.,Optic. Mater. 35. 108–116. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2012.07.011.
  • [13] M. Farouk; A. Samir; F. Metawe; M. Elokr. (2013), Optical absorption and structural studies of bismuth borate glasses containing Er3+ ions.,J. Non - cryst. Solids 371(372), 14–21. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2013.04.001.
  • [14] V. Mehta; V. Bhatia; D. Kumar; H. Singh; N. Kaur; S.M. Rao; A. Kumar; S.P. Singh. (2020), Structural, optical and thermoluminescence properties of newly developed MnKB:Er3+ glass system.,Journal of Non-Crystalline Solids 543.120113. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2020.120113.
  • [15] M. Sundara Rao; Y. Gandhi; Bhaskar Sanyal; K. Bhargavi; M. Pi asecki; N. Veeraiah. (2014), Studies on γ-ray induced structural changes in Nd3+ doped lead alumino silicate glasses by means of thermoluminescence for dosimetric applications in high dose ranges.,Journal of Alloys and Compounds 616 (15), pp 257-262. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.07.108.
  • [16] Y.D. Yiannopoulos; G.D. Chryssikos; E.I. Kamitsos. (2001), Structure and properties of alkaline earth borate glasses.,Physics and Chemistry of Glasses 42 (3), 164-172(9).
  • [17] T. Hayakawa; M. Ohata. (1999), Role of dopant on the formation of SO3- radical induced by X-ray irradiation in K3Na(SO4)2 crystals.,Journal of Luminescence 81, 313-319. PII:S00 22-2313(98) 00174 – 4, https://doi.org/10.1016/S0022- 2313(98)00174-4.
  • [18] V. Gerome; D. Lapraz; P. Iacconi; M. Benabdesselam; H. Prevost; A. Baumer. (1999), Thermoluminescence mechanism in rare earth doped CaSO4.,Radiation protection dosimetry 84, 109-113. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.rpd.a032696.
  • [19] B.J.R.S. Swamy; Bhaskar Sanyal; R. Vijay; P. Rame sh Babu; D. Krishna Rao; N. Veeraiah. (2014), Influence of copper ions on thermoluminescence c-haracteristics of CaF2–B2O3–P2O5 glass system.,Ceramics International 40 (2), 3707-3713. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2013.09.053.
  • [20] D.O. Junot; M.A.C. Santos; P.L. Antonio; L.V.E. Caldas; D.N. Souza. (2014), Feasibility study of CaSO4:Eu, CaSO4:Eu,Ag and CaSO4:Eu,Ag as thermoluminescent dosimeters.,Radiation Measurements, PII:S1350-4487, 00160-7. DOI:10.1016/j.radmeas.2014.05.022.
  • [21] D. Kumar; S.P. Singh; S.M. Rao. (2017), Structural, optical and thermoluminescence study of Dy3+ ion doped sodium strontium borate glass.,J. Non-Cryst. Solids 464, 51–55. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2017.03.029.
  • [22] G. Lakshminarayana; S.O. Baki; A. Lira; I.V. Kityk; U. Caldiño; K.M. Kaky; M.A. Mahdi. (2017), Structural, thermal and optical investigations of Dy3+ - doped B2O3‒WO3‒ZnO‒Li2O‒Na2O glasses for warm white light-emitting applications.,Journal of Luminescence. 186, 283-300. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2017.02.049.
  • [23] R. Chen; S.W.S. McKeever. (1998), Theory of thermoluminescence and Related Phenomena.,
  • [24] M. SundaraRao; Y. Gandhi; Bhaskar Sanyal; K. Bha rgavi; M. Piasecki; N. Veeraiah. (2014), Studies on γ-ray induced structural changes in Nd3+ doped lead aluminum silicate glasses by means of thermoluminescence for dosimetric applications in high dose ranges.,Journal of Alloys and Compounds 616.15, 257-262. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.07.108.
  • [25] T.Ngọc; N.X.Kha; T.T.Vinh; N.D.Phương; T.T.Linh (2023), Nghiên cứu chế tạo liều kế tương đương mô Li2B4O7:Tm sử dụng trong đo liều xạ trị và đo liều cá nhân.,Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Duy Tân 4(53), 31-37.
  • [26] T.Ngọc; Phan Văn Độ (2022), Nghiên cứu chế tạo và tính chất nhiệt phát quang của vật liệu Al2O3 pha tạp SiO2 định hướng ứng dụng trong đo liều cá nhân và bức xạ tử ngoại.,Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Duy Tân 1(56), 61-68.
  • [27] Y. S. Horowitz. (1984), Thermoluminescence and thermoluminescent Dosimetry.,Volume I, II, III. CRC Press.