بخشی از مقاله
چکیده:
خواص دزیمتری ترمولومینسانس تراشههای LiF:Mg;Ti - TLD-100 - در پرتوهی گاما و آلفا بررسی شدند. پرتودهی گاما با استفاده از چشمهی 60 Co و آلفا با چشمهی 241 Am انجام شد. منحنیهای تابش ترمولومینسانس با استفاده از پرتودهیهای مختلف گاما و آلفا رسم شد و نتایج با یکدیگر مقایسه شد. روش افت همدما و تندیهای متعدد دمایی در تعیین تغییرات پارامترهای سینتیک انرژی فعال سازی، مرتبهی سینتیک و فاکتور فرکانس به کار گرفته شد. پارامترهای سینتیک قلهی پنجم - قله اصلی دزیمتری - این ماده ترمولومینسانس در پرتودهی گاما و آلفا با یکدیگر مقایسه شدند.
مقدمه :
حضور ناخالصیها و نواقص در شبکه سبب تشکیل سطوح انرژی در باند ممنوعه می گردد. سطوح انرژی که به باند هدایت نزدیک ترند احتمال بیشتری برای گیراندازی الکترون دارند و سطوحی که به باند ظرفیت نزدیکتر هستند حفرهها را به راحتی به دام می اندازند. انرژی مورد نیاز جهت گیراندازی الکترون و حفره از طریق اشعه یونساز تأمین میشود. بنابراین ترمولومینسانس عبارت است از آزاد شدن الکترونها از مراکز گیراندازی و بازترکیب آنها با حفرهها در مراکز گیراندازی حفره در اثر حرارت که در این فرآیند نور تولید میگردد. هر چقدر تابش یونساز بیشتری به بلور انتقال یابد در پی آن نور بیشتری تولید میگردد که از طریق ارتباط نور حاصل شده با دز، میتوان دز جمعآوری شده بدست آورد
پدیدهی ترمولومینسانس دارای کاربردهای متنوعی است که از مهمترین آنها میتوان دزیمتری را ذکر کرد .[2] هدف اصلی دزیمتری، اندازهگیری مقدار دز جذب شده در یک نقطه از طریق پرتوهای یونساز میباشد .[3] از آنجایی که میزان دز جذب شده در ماده به عدد اتمی مؤثر آن بستگی دارد و دزیمتر TLD-100 از این نظر بسیار نزدیک به بافت بدن میباشد، این دزیمتر بیشترین کاربرد را برای دزیمتری فردی در سطح بین المللی دارد
پارامترهای سینتیک، طبیعت سینتیکی هر قله را مشخص میکند، درواقع خطی یا غیر خطی بودن پاسخ TL نسبت به مقدار دز دریافتی یا بستگی مقدار دز دریافتی به آهنگ دریافت دز و یا رفتار سینتیک مرتبه اول، دوم یا هر نوع دیگر سینتیک در موقع آشکارسازی ترمولومینسانس با مطالعه این پارامترها ارتباط دارند. از طرف دیگر دانستن این کمیتها هنگام مطالعه پایداری قلههای مختلف در درجه حرارت معین به ویژه در درجه حرارتهای بالا حائز اهمیت خواهد بود .[5] عمده ترین روشهای تعیین پارامترهای سینتیک عبارتند از روش تندیهای متعدد دما، روش صعود اولیه، روش افت همدما و روش انطباق منحنی که در این پژوهش از روش افت همدما و تندیهای متعدد دمایی جهت تعیین پارامترهای سینتیک دزیمتر ترمولومینسانس TLD-100 در پرتودهیهای گاما و آلفا استفاده شدند.
روش کار :
جهت آمادهسازی نمونهها، تراشههای ترمولومینسانس TLD-100 تحت رژیم حرارتی در دمای 400 C به مدت 1 ساعت و در پی آن دمای 100 C به مدت 2 ساعت قرار گرفتند. پرتودهی گاما و آلفای نمونهها به ترتیب با چشمهی 60Co و 241Am انجام شد. پس ازپرتودهی برای قرائت نمونهها از دستگاه TLD-reader مدل Harshow 4500 استفاده شد. نمونهها در بازهی 50-240 C و با آهنگهای 1، 2، 3، 5 و 7 C/s قرائت شدند.
نتایج
منحنی درخشش ترمولومینسانس TLD-100 در پرتودهی با چشمهی گاما در دزهای مختلف در شکل - 1 - مشاهده میشود.
شکل - : - 1 منحنی درخشش ترمولومینسانس TLD-100 در پرتودهی با چشمهی 60Co به میزان دزهای مختلف 0/5، 3،5، 7 گری.
قلههای کم دمای TLD ناپایدار هستند و محوشدگی درآنها قابل مشاهده است. لذا در دزیمتری فردی و محیطی که مدت طولانی دزیمتر مورد استفاده قرار می گیرد و احتمال افت قلههای کمدما وجود دارد، در هر قرائت دزیمتر به نحوی سعی در حذف این نوع قلهها می گردد. از قلهی شمارهی - 1 - منحنی درخشش ترمولومینسانس در پرتودهی با استفاده از چشمهی گاما به دلیل محو شدگی زیاد و نیمه عمر کوتاه صرف نظر شده است.
پارامترهای سینتیک قله 5 در پرتودهی با استفاده از چشمهی گاما و آلفا بررسی شدند. شدت ترمولومینسانس مطابق با رابطهی زیر داده میشود:
که در آن - 6 6Q0- - b-1، S فاکتور فرکانس، n0 تعداد الکترونی که در مرکز گیراندازی به دام میافتد، b مرتبهی سینتیک، E انرژی فعالسازی، k ثابت بولتزمن و T دما بر حسب کلوین میباشند.
درخشش دزیمتر ترمولومینسانس TLD-100 در پرتودهی با چشمه آلفا به میزان 72 ساعت را نشان میدهد.
