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TECHNICAL ARTICLESLexsyg釋光探測器 | 在材料表征科研領域應用分享
新型硼酸鑭銪材料熱釋光研究突破,環境輻射監測潛力明顯
文章來源:https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2019.108571
導語
近日,一項關于摻銪硼酸鑭(LaB3O6:Eu³?)材料的熱釋光(TL)行為研究取得重要進展。該研究通過創新合成方法與先進儀器聯用,揭示了材料在輻射劑量檢測中的優異性能,為環境輻射監測提供了新思路。
研究背景
硼酸鹽材料因原子序數與人體軟組織接近,是理想的輻射劑量檢測候選材料。本研究聚焦稀土銪(Eu³?)摻雜的硼酸鑭,通過優化合成工藝與TL特性分析,探索其在環境輻射監測中的應用潛力。
研究方法
1、材料合成:采用燃燒法合成不同銪摻雜濃度(0.5%-3%)的LaB3O6樣品,經900℃燒結獲得單相晶體結構。
2、TL特性分析:使用lexsyg Smart TL/OSL系統(配備??Sr/??Y β源),在565 nm濾光片下記錄TL發光曲線,系統研究劑量響應、加熱速率效應等關鍵參數。
重要發現
1、優的摻雜濃度:1% Eu³?樣品表現出強的TL信號,主峰位于197°C(圖1),適合作為劑量敏感峰。
圖1. 不同銪摻雜濃度的LaB3O6樣品熱釋光(TL)發光曲線
2、優異的劑量響應:在0.1-20 Gy范圍內,TL強度與劑量呈高度線性關系(線性系數0.997),低的檢測限低至1.45 mGy(圖2)。
圖2.LaB3O6:Eu³?材料熱釋光強度與輻照劑量的函數關系。
3、反常加熱速率效應:隨加熱速率從0.5°C/s增至20°C/s,TL強度不降反升(圖3),可能與輻射-非輻射躍遷競爭機制相關。
圖3. LaB3O6:Eu³?材料197°C主峰峰面積隨輻照劑量的變化規律。
4、復雜陷阱結構:通過CGCD分析發現,主峰由至少8個子峰組成(圖4),陷阱壽命跨度從數小時至數萬年,滿足不同時間尺度的劑量存儲需求。
圖4. 經5 Gy β劑量輻照后,LaB3O6:Eu³?材料歸一化峰面積在10次連續測試循環中的穩定性
應用前景
該材料在環境輻射監測、醫療劑量評估等領域展現潛力:
1、高線性劑量響應確保寬范圍檢測精度
2、優異的可重復性(10次循環誤差<5%)支持長期使用
3、反常加熱效應為新型TL機制研究提供模型
儀器關鍵作用
研究采用lexsyg smart TL/OSL系統的高靈敏度PMT與多濾光片配置,精確捕獲TL信號,其程序化溫控模塊助力揭示加熱速率對陷阱動力學的復雜影響,為深度解析材料特性提供技術保障。
結語
此項研究不僅為稀土摻雜硼酸鹽材料的TL機制提供新見解,更彰顯先進分析儀器在材料科學中的推動作用。未來團隊將進一步優化材料穩定性,推動其走向實際應用。
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