【摘要】：熱釋光與光釋光技術(shù)現(xiàn)已被廣泛的運用于電離輻射的監(jiān)測,光釋光技術(shù)因為其優(yōu)異的特性成為最新的電離輻射劑量探測技術(shù),摻碳藍寶石晶體具有優(yōu)異的熱釋光與光釋光性能,為現(xiàn)在唯一使用的光釋光劑量材料。本文以摻碳藍寶石晶體為啟發(fā),開發(fā)制備出摻碳氧氮化鋁透明陶瓷(簡稱AlON:C),并對其熱釋光與光釋光特性進行了研究,主要開展了以下的研究工作工作:(1)無壓燒結(jié)制備AlON:C透明陶瓷:采用AlON粉體,經(jīng)干壓、200MP冷等靜壓后,得到AlON陶瓷的素坯,將素坯放置在以石墨為發(fā)熱體的氣氛燒結(jié)爐中,在氮氣氣氛下,1950℃保溫10小時,在燒結(jié)過程中,通過石墨氣氛滲透的方法,成功制備得到AlON:C透明陶瓷。對其加工得到的劑量計樣品進行了熱釋光與光釋光特性的研究。制備的AlON:C透明陶瓷劑量計樣品,經(jīng)β射線照射后在350K溫度附近出現(xiàn)單個熱釋光特征峰,光釋光曲線呈現(xiàn)先快衰減后衰減變慢的特點;熱釋光重復性良好,光釋光470nm藍光LED不能完全激發(fā)輻照后陷阱中捕獲的電子,連續(xù)輻照后有信號堆積現(xiàn)象。β射線輻照下,在約50mGy~115Gy的范圍內(nèi)熱釋光劑量響應呈線性,分別在約50mGy~50Gy和約50Gy~100Gy的范圍內(nèi)光釋光劑量響應呈線性。在約50mGy~500mGy的范圍內(nèi),對γ與β射線的熱釋光與光釋光劑量響應呈良好的線性,光釋光讀取時同劑量γ照射的光釋光強度為β照射的76%,熱釋光讀取時同劑量γ照射的熱釋光強度為β照射的50%。(2)熱壓燒結(jié)制備AlON:C透明陶瓷:采用先高溫煅燒制備摻碳氧化鋁(Al_2O_3:C)粉體,再以不同摻碳量的Al_2O_3:C粉體(0ppm、1000ppm、3000ppm、5000ppm)與AlN粉體通過熱壓燒結(jié)制備得到不同摻碳量的具有一定透光性的AlON:C陶瓷。運用XRD與掃描電鏡對α-Al_2O_3粉體-AlN粉的配比及氮氣氣氛25MP壓力下熱壓燒結(jié)溫度做了研究,以透過率最高工藝作為AlON:C制備工藝。對不同摻碳量的AlON:C陶瓷加工而成的劑量計樣品進行了熱釋光與光釋光特性的研究。以摻碳量為3000ppm的Al_2O_3:C粉體為原料制備的AlON:C劑量計樣品的熱釋光與光釋光強度最強。其在343K和473K左右出現(xiàn)了兩個熱釋光峰。與無壓氣氛滲碳制備的AlON:C陶瓷相比,Al_2O_3:C粉體與AlN粉體熱壓制備AlON:C陶瓷劑量計樣品有更小的分散性,發(fā)現(xiàn)陶瓷樣品外側(cè)部分在燒結(jié)制備過程中與外界環(huán)境物質(zhì)更多的交換,導致成分與結(jié)構(gòu)更加不均一,為劑量計樣品間分散性大的原因之一。熱壓燒結(jié)制備的AlON:C陶瓷劑量計樣品透光性差,使得光激發(fā)不完全、不均勻,是造成信號堆積的原因之一。在β射線照射下,以摻碳量為3000ppm的Al_2O_3:C粉體為原料制備的AlON:C劑量計樣品在約50mGy~100Gy之間呈良好的線性。
【圖文】：

膠片劑量計[3]是一種重要的二維劑量計，由置于含有一片或多片過濾片的膠片盒內(nèi)的一枚或多枚照相膠片所組成，通過測量讀取各種過濾片下感光乳膠膠片的光密度值，并通過計算求得輻射劑量的量。具有高空間分辨率,可以在短時間內(nèi)獲取輻照場的二維劑量分布。目前我國用于輻射測量的膠片劑量計主要有如 XV 膠片劑量計和 EDR2 膠片劑量計等的放射攝片膠片(radiographicfilm,簡稱 RG 膠片)和如 MD-55-2 膠片和 EBT 膠片等的輻射自顯色膠片(Radiochromicfilm,簡稱 RC 膠片)[4]。化學劑量計[5]是利用物質(zhì)受到電離輻射而引起物質(zhì)發(fā)生化學反應生成新的化合物，然后根據(jù)對反應生成的產(chǎn)物或者反應過程進行檢測與分析來得到輻照的劑量�；瘜W劑量計最常用的檢測方法為分光光度法[6]。固體劑量計[7]主要通過輻射在固體中留下的后效應與固體所接受的輻射劑量成正比來作為物質(zhì)受到輻射量的定量測量，是測定輻射劑量的一種有效工具�，F(xiàn)在使用的固體劑量計主要是熱釋光劑量計[8](如圖 1-1 為目前商用的熱釋光劑量計)和光釋光劑量計[9]（如圖 1-2 為中國科學院上海硅酸鹽研究所研制的光釋光劑量計）。

膠片劑量計[3]是一種重要的二維劑量計，，由置于含有一片或多片過濾片的膠片盒內(nèi)的一枚或多枚照相膠片所組成，通過測量讀取各種過濾片下感光乳膠膠片的光密度值，并通過計算求得輻射劑量的量。具有高空間分辨率,可以在短時間內(nèi)獲取輻照場的二維劑量分布。目前我國用于輻射測量的膠片劑量計主要有如 XV 膠片劑量計和 EDR2 膠片劑量計等的放射攝片膠片(radiographicfilm,簡稱 RG 膠片)和如 MD-55-2 膠片和 EBT 膠片等的輻射自顯色膠片(Radiochromicfilm,簡稱 RC 膠片)[4]�；瘜W劑量計[5]是利用物質(zhì)受到電離輻射而引起物質(zhì)發(fā)生化學反應生成新的化合物，然后根據(jù)對反應生成的產(chǎn)物或者反應過程進行檢測與分析來得到輻照的劑量。化學劑量計最常用的檢測方法為分光光度法[6]。固體劑量計[7]主要通過輻射在固體中留下的后效應與固體所接受的輻射劑量成正比來作為物質(zhì)受到輻射量的定量測量，是測定輻射劑量的一種有效工具�，F(xiàn)在使用的固體劑量計主要是熱釋光劑量計[8](如圖 1-1 為目前商用的熱釋光劑量計)和光釋光劑量計[9]（如圖 1-2 為中國科學院上海硅酸鹽研究所研制的光釋光劑量計）。
【學位授予單位】：景德鎮(zhèn)陶瓷大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ174.758.23

【參考文獻】

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1 范志鵬;杜景紅;鄒宇琦;王靜雅;姜大朋;徐軍;;α-Al_2O_3:C單晶的β輻射熱釋光與光釋光性能研究[J];輻射研究與輻射工藝學報;2015年02期

2 張立雯;林彤;畢福鈞;江英橋;;輻照中藥光釋光鑒別法的建立與評價[J];中藥新藥與臨床藥理;2013年01期

3 胡克艷;李紅軍;徐軍;楊秋紅;蘇良碧;唐強;;不同粒徑α-Al_2O_3:C晶態(tài)粉體熱釋光和光釋光特性[J];物理學報;2012年15期

4 潘磊;盧鐵城;蘇銳;王躍忠;齊建起;付佳;張q

本文編號：2590498