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新型硼酸鑭銪材料熱釋光研究突破,環(huán)境輻射監(jiān)測潛力明顯

來源:束蘊儀器(上海)有限公司   2025年07月10日 10:09  

Lexsyg釋光探測器 | 在材料表征科研領(lǐng)域應(yīng)用分享

新型硼酸鑭銪材料熱釋光研究突破,環(huán)境輻射監(jiān)測潛力明顯

新型硼酸鑭銪材料熱釋光研究突破,環(huán)境輻射監(jiān)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(guān)于摻硼酸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(chuàng)新合成方法與先進儀器聯(lián)用,揭示了材料在輻射劑量檢測中的優(yōu)異性能,為環(huán)境輻射監(jiān)測提供了新思路。

研究背景

硼酸鹽材料因原子序數(shù)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Eu³?)摻雜的硼酸,通過優(yōu)化合成工藝與TL特性分析,探索其在環(huán)境輻射監(jiān)測中的應(yīng)用潛力。

研究方法

1、材料合成:采用燃燒法合成不同摻雜濃度(0.5%-3%)的LaB3O6樣品,經(jīng)900燒結(jié)獲得單相晶體結(jié)構(gòu)。

2、TL特性分析:使用lexsyg Smart TL/OSL系統(tǒng)(配備??Sr/??Y β源),在565 nm濾光片下記錄TL發(fā)光曲線,系統(tǒng)研究劑量響應(yīng)、加熱速率效應(yīng)等關(guān)鍵參數(shù)。

重要發(fā)現(xiàn)

1、優(yōu)的摻雜濃度:1% Eu³?樣品表現(xiàn)出強的TL信號,主峰位于197°C(圖1),適合作為劑量敏感峰。

新型硼酸鑭銪材料熱釋光研究突破,環(huán)境輻射監(jiān)測潛力明顯 

1. 不同摻雜濃度的LaB3O6樣品熱釋光(TL)發(fā)光曲線

2、優(yōu)異的劑量響應(yīng):0.1-20 Gy范圍內(nèi),TL強度與劑量呈高度線性關(guān)系(線性系數(shù)0.997),低的檢測限低至1.45 mGy(圖2)。

新型硼酸鑭銪材料熱釋光研究突破,環(huán)境輻射監(jiān)測潛力明顯 

2.LaB3O6:Eu³?材料熱釋光強度與輻照劑量的函數(shù)關(guān)系。

3、反常加熱速率效應(yīng):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(guān)。

新型硼酸鑭銪材料熱釋光研究突破,環(huán)境輻射監(jiān)測潛力明顯 

3. LaB3O6:Eu³?材料197°C主峰峰面積隨輻照劑量的變化規(guī)律。

4、復雜陷阱結(jié)構(gòu):通過CGCD分析發(fā)現(xiàn),主峰由至少8個子峰組成(圖4),陷阱壽命跨度從數(shù)小時至數(shù)萬年,滿足不同時間尺度的劑量存儲需求。

新型硼酸鑭銪材料熱釋光研究突破,環(huán)境輻射監(jiān)測潛力明顯 

4. 經(jīng)5 Gy β劑量輻照后,LaB3O6:Eu³?材料歸一化峰面積在10次連續(xù)測試循環(huán)中的穩(wěn)定性

應(yīng)用前景

該材料在環(huán)境輻射監(jiān)測、醫(yī)療劑量評估等領(lǐng)域展現(xiàn)潛力:

1、高線性劑量響應(yīng)確保寬范圍檢測精度

2、優(yōu)異的可重復性(10次循環(huán)誤差<5%)支持長期使用

3、反常加熱效應(yīng)為新型TL機制研究提供模型

儀器關(guān)鍵作用

研究采用lexsyg smart TL/OSL系統(tǒng)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(shù)保障。

結(jié)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(yōu)化材料穩(wěn)定性,推動其走向?qū)嶋H應(yīng)用。

 

 

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