بخشی از مقاله
مقدمه
بیش از 100 سال از زمانیکه ویدمن1 و اشمیت2 در قرن 19 از عبارت ترمولومینسانس در نوشتههای علمی خود استفاده کردند، میگذرد. برای اولین بار فارینگتون دنیلز3 و گروه تحقیقاتیاش پیشنهاد استفاده از مواد گرمالیان در دُزسنجی تابش را مطرح کردند. این گروه بیان کردند که مواد تابش دیده حاوی انرژی ذخیره شدهای هستند که با حرارت دیدن آزاد میشود. دنیلز از LiF برای اندازهگیری تابش، بعد از آزمایش بمب اتمی دراوایل دهه 1950 استفاده کرد LiF .[1] ساختار کریستالی یونی دارد و زمانی که ناخالصی خاصی مانند منگنز را به ساختار آن بیافزاییم، میتوان از آن در اندازهگیری تابشهای یوننده بسیاری استفاده کرد. چون عدد اتمی موثر این ماده نزدیک به عدد اتمی بافت نرم بدن میباشد، جذب انرژی در LiFتقریباً معادل با جذب انرژی در بافت نرم بدن بوده و این امر موجب گسترش مطالعات گرمالیانی پیرامون این ماده شده است. در سالهای اخیر استفاده از نانو مواد در شاخههای مختلف علمی و صنعتی، رشد بسیار زیادی داشته است. خصوصیات مواد در اندازه نانو، بسیار متفاوت از حالت میکرو میباشد. کاهش اندازه ذرات باعث افزایش نسبت سطح به حجم و نسبت
1Weidman 2Schmit 3Farrington Daniels
1281
بازترکیب حاملهای بار میشود. این امر موجب ایجاد تفاوت در خصوصیات مختلف آنها نظیر خواص اپتیکی نانو مواد نسبت به حالت تودهای آنها میشود. مطالعات انجام شده بر روی نمونههای نانومواد ترمولومینسانس نشان میدهد که خواص دزیمتری و پارامترهای سینتیک این مواد تا حد زیادی با حالت تودهای آنها متفاوت است .[3-2] نانو ذرات LiF با روش همرسوبی، با ناخالصیهای مختلف ساخته شدهاند .[6-4] در این تحقیق نانو ذرات LiF:Mn, Cu برای نخستین بار در جهان با کمک روش رسوبگذاری و امواج مایکرویوو ساخته شدهاند و
برخی از خواص دزیمتری آنها مورد مطالعه قرار گرفته است.
×روش کار
مواد اولیه مورد استفاده عبارتند از: NH4F، CuCl2، MnCl2، LiCl، اتانول و پایدارکننده .Polyvinylpyrrolidone برای سنتز نمونه با غلظت 0/02 N، ابتدا مقدار مناسب از LiCl و پایدار کننده Polyvinylpyrrolidone را در 25 ml آب دو بار یونیزه ریخته و بر روی همزن قرار میدهیم سپس مقدار مناسب از NH4F را در آب 25 ml دو بار تقطیر و اتانول به نسبت 1:1 حل کرده سپس با کمک بورت و با
سرعت Sec 0/25 ml به محلول در حال به هم زدن LiCl اضافه میکنیم، پس از افزودن کامل محلول
NH4F، مقادیر مناسب از CuCl2 و MnCl2 را به محلول نهایی میافزاییم. برای سنتز نمونه با غلظت 0/ 04 N، مقادیر اولیه را دو برابر میکنیم پس از تهیه نمونهها برای تشکیل رسوب، به مدت 48 ساعت محلول حاصل را در دمای 60℃ قرار میدهیم. برای سنتز به کمک امواج مایکروویو پس از تهیه محلول آن را در دستگاه مایکروویو خانگی با توان 1300 وات به مدت یک دقیقه قرار داده و برای خشک کردن به مدت 24 ساعت محلول حاصل را در دمای 60℃ قرار میدهیم. از میکروسکوپ الکترونی روبشی و دستگاه پراش پرتو ایکس برای مشاهده و تعیین ساختار نمونه استفاده کردهایم. در این پژوهش از میکروسکوپ الکترونی روبشی مدل
KYKY-EM 3200 با ولتاژ 25 k V، و دستگاه پراش پرتو ایکس مدل X'PertPro، با آند مس استفاده شده
است. برای برسی خواص ترمولومینسانس، از مقدار 3/2 mgr از نمونهها استفاده شده است و پس از تابشدهی با کمک چشمه کبالت-60 موجود در مرکز پرتو پزشکی شهید رمضان زاده یزد، برای خوانش نمونهها از دستگاه خوانش ساخت کمپانی REXON مدل UL- Rexon 3200 واقع در آزمایشگاه تحقیقات هستهای دانشگاه یزد
و با آهنگ C Sec o 10 استفاده شده است. و به منظور گرفتن منحنی پاسخ4 نمونهها را در معرض اشعه گاما
از 50 Gy تا 103Gy قرار دادهایم.
×نتایج
تصاویر SEM نانو ذرات LiF:Mn, Cu سنتز شده، در شکل 1 نشان داده شده است.
4Dose Response Curve
1282
شکل :1 تصویر SEM نانو ذره LiF:Mn,Cu الف)سنتز شده با محلول 0/02 N LiCl ، ب) سنتز شده با محلول .0/04N LiCl
پس همانگونه که از شکل 1 مشخص است، ذرات تشکیل شده، به صورت مکعبهایی در اندازه نانو میباشند. الگوی پراش پرتو ایکس نانو ذرات سنتز شده در شکل 2 نشان داده شده است. برای نمونهی سنتز شده با محلول 0/04 LiCl نسبت به نمونهی سنتز شده با محلول 0/02 LiCl کاهش شمارش و افزایش در پهنای پیکها را داریم که هر دو عامل نشان دهندهی کاهش اندازه ذره است. همچنین برای نمونه سنتز شده با کمک امواج مایکروویو نسبت به هر دو ذره کاهش در شمارش را داریم و اندازه این ذرات از دو نمونه دیگر کوچکتر
است. در محاسبه سایز میانگین ذرات از فرمول دبای شرر استفاده شده طبق این رابطه :
1× 0 .9 λ d =
β Cos(θ) ×
که در آن، d ، سایز میانگین کریستال، β ، پهنا در نیم ماکزییم ( برحسب رادیان)، θ، زاویه براگ و λ طول
موج خط K برای مس، /15406 A) ( است. سایز میانگین نانو ذرات سنتز شده با محلول 0/02 N LiCl
برابر با 100 نانومتر و برای نانوذره سنتز شده با محلول 0/04N LiCl، برابر با 40 نانومتر است و برای ذرات سنتز شده با کمک امواج مایکروویو اندازه میانگین 20 نانومتر حاصل شده است.
