【摘要】：熱釋光與光釋光技術(shù)現(xiàn)已被廣泛的運(yùn)用于電離輻射的監(jiān)測(cè),光釋光技術(shù)因?yàn)槠鋬?yōu)異的特性成為最新的電離輻射劑量探測(cè)技術(shù),摻碳藍(lán)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(lán)寶石晶體為啟發(fā),開(kāi)發(fā)制備出摻碳氧氮化鋁透明陶瓷(簡(jiǎn)稱AlON:C),并對(duì)其熱釋光與光釋光特性進(jìn)行了研究,主要開(kāi)展了以下的研究工作工作:(1)無(wú)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?dú)鈿夥障?1950℃保溫10小時(shí),在燒結(jié)過(guò)程中,通過(guò)石墨氣氛滲透的方法,成功制備得到AlON:C透明陶瓷。對(duì)其加工得到的劑量計(jì)樣品進(jìn)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(jì)樣品,經(jīng)β射線照射后在350K溫度附近出現(xiàn)單個(gè)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(diǎn);熱釋光重復(fù)性良好,光釋光470nm藍(lán)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(hào)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(yīng)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(yīng)呈線性。在約50mGy~500mGy的范圍內(nèi),對(duì)γ與β射線的熱釋光與光釋光劑量響應(yīng)呈良好的線性,光釋光讀取時(shí)同劑量γ照射的光釋光強(qiáng)度為β照射的76%,熱釋光讀取時(shí)同劑量γ照射的熱釋光強(qiáng)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(guò)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(yùn)用XRD與掃描電鏡對(duì)α-Al_2O_3粉體-AlN粉的配比及氮?dú)鈿夥?5MP壓力下熱壓燒結(jié)溫度做了研究,以透過(guò)率最高工藝作為AlON:C制備工藝。對(duì)不同摻碳量的AlON:C陶瓷加工而成的劑量計(jì)樣品進(jìn)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(jì)樣品的熱釋光與光釋光強(qiáng)度最強(qiáng)。其在343K和473K左右出現(xiàn)了兩個(gè)熱釋光峰。與無(wú)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(jì)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(guò)程中與外界環(huán)境物質(zhì)更多的交換,導(dǎo)致成分與結(jié)構(gòu)更加不均一,為劑量計(jì)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(jì)樣品透光性差,使得光激發(fā)不完全、不均勻,是造成信號(hào)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(jì)樣品在約50mGy~100Gy之間呈良好的線性。
【圖文】：

膠片劑量計(jì)[3]是一種重要的二維劑量計(jì)，由置于含有一片或多片過(guò)濾片的膠片盒內(nèi)的一枚或多枚照相膠片所組成，通過(guò)測(cè)量讀取各種過(guò)濾片下感光乳膠膠片的光密度值，并通過(guò)計(jì)算求得輻射劑量的量。具有高空間分辨率,可以在短時(shí)間內(nèi)獲取輻照?qǐng)龅亩S劑量分布。目前我國(guó)用于輻射測(cè)量的膠片劑量計(jì)主要有如 XV 膠片劑量計(jì)和 EDR2 膠片劑量計(jì)等的放射攝片膠片(radiographicfilm,簡(jiǎn)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(jiǎn)稱 RC 膠片)[4]�；瘜W(xué)劑量計(jì)[5]是利用物質(zhì)受到電離輻射而引起物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的化合物，然后根據(jù)對(duì)反應(yīng)生成的產(chǎn)物或者反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)與分析來(lái)得到輻照的劑量�；瘜W(xué)劑量計(jì)最常用的檢測(cè)方法為分光光度法[6]。固體劑量計(jì)[7]主要通過(guò)輻射在固體中留下的后效應(yīng)與固體所接受的輻射劑量成正比來(lái)作為物質(zhì)受到輻射量的定量測(cè)量，是測(cè)定輻射劑量的一種有效工具�，F(xiàn)在使用的固體劑量計(jì)主要是熱釋光劑量計(jì)[8](如圖 1-1 為目前商用的熱釋光劑量計(jì))和光釋光劑量計(jì)[9]（如圖 1-2 為中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研制的光釋光劑量計(jì)）。

膠片劑量計(jì)[3]是一種重要的二維劑量計(jì)，，由置于含有一片或多片過(guò)濾片的膠片盒內(nèi)的一枚或多枚照相膠片所組成，通過(guò)測(cè)量讀取各種過(guò)濾片下感光乳膠膠片的光密度值，并通過(guò)計(jì)算求得輻射劑量的量。具有高空間分辨率,可以在短時(shí)間內(nèi)獲取輻照?qǐng)龅亩S劑量分布。目前我國(guó)用于輻射測(cè)量的膠片劑量計(jì)主要有如 XV 膠片劑量計(jì)和 EDR2 膠片劑量計(jì)等的放射攝片膠片(radiographicfilm,簡(jiǎn)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(jiǎn)稱 RC 膠片)[4]�；瘜W(xué)劑量計(jì)[5]是利用物質(zhì)受到電離輻射而引起物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的化合物，然后根據(jù)對(duì)反應(yīng)生成的產(chǎn)物或者反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)與分析來(lái)得到輻照的劑量�；瘜W(xué)劑量計(jì)最常用的檢測(cè)方法為分光光度法[6]。固體劑量計(jì)[7]主要通過(guò)輻射在固體中留下的后效應(yīng)與固體所接受的輻射劑量成正比來(lái)作為物質(zhì)受到輻射量的定量測(cè)量，是測(cè)定輻射劑量的一種有效工具�，F(xiàn)在使用的固體劑量計(jì)主要是熱釋光劑量計(jì)[8](如圖 1-1 為目前商用的熱釋光劑量計(jì))和光釋光劑量計(jì)[9]（如圖 1-2 為中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研制的光釋光劑量計(jì)）。
【學(xué)位授予單位】：景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ174.758.23

【參考文獻(xiàn)】

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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(xué)報(bào);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(píng)價(jià)[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(qiáng);;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(xué)報(bào);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(hào)：2590498