掺稀土Eu、Tm、Dy和Mn、P的碱土硫酸盐磷光体的热释光和光释光

摘要

热释光(TL)、光释光(OSL)在发光剂量学中具有重要的地位,己广泛应用于个人剂量、辐射治疗、环境监测、考古学和地质测年学等领域.因其发光机制非常复杂,阻碍了新的剂量计材料的研制和应用.为此,该文研制了新型热释光-光释光三维光谱仪,用以测量同时包含波长、温度与发光强度的三维发光谱,为热释光和光释光新材料的研制和发光机制研究提供了新的方法和重要手段.该文通过研制以碱土硫酸盐为基质、掺入稀土元素Tm、Dy、Eu和激活剂Mn、P的磷光体,得到了MgSO<,4>:Tm,P、CaSO<,4>:Eu和SrSO<,4>:Eu等多种有应用前景的发光剂量学新材料,如MgSO<,4>:Tm,P是一种TL灵敏度高的磷光体,SrSO<,4>:Eu是一种OSL灵敏度高的磷光体,且热稳定性好,而CaSO<,4>:Eu,Mn是可用于环境温度条件下在线场合实现光释光实时剂量测量的磷光体.在研制TL和OSL新发光材料的同时,研究了掺稀土的碱土硫酸盐的热释光和光释光的发光机制.通过对TL和OSL剂量响应的测量,实验表明TL与OSL的剂量响应基本一致,复合作用的剂量响应模型可以应用于TL和OSL.注意到掺入Eu的硫酸盐的剂量响应一般为线性-亚线性,而掺入Tm、Dy的硫酸盐剂量响应一般是线性-超线性.说明一次作用因子R决定于杂质种类及其缺陷结构.本文还提出了两类复合体结构模型,用以解释TL和OSL发光现象.在掺稀土的碱土硫酸盐中,稀土离子、各种自由基与空位等形成的复合体结构基本决定了各陷阱能级的深度和分布.在磷光体中包含的复合体的形式很多,TL发光主要来自于含稀土复合体的电荷迁移,OSL则可能包括了不含稀土的复合体与含稀土复合体之间的电荷迁移.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1热释光现象和理论模型

1.2光释光现象和理论模型

1.3 TL和OSL发光剂量学的研究现状

1.4选题背景

1.5研究内容

第2章实验方法

2.1样品的制备

2.2样品的辐照

2.3实验装置

第3章热释光—光释光三维光谱仪和数据分析软件

3.1热释光-光释光三维光谱仪的研制

3.2热释光、光释光曲线分析软件的开发

第4章碱土硫酸盐的热释光

4.1未掺稀土的MSO4(M=Mg,Ca,Sr,Ba)

4.2 MSO4：Tm/Dy(M=Mg,Ca,Sr)的热释光发光谱

4.3 MSO4：Eu(M=Mg,Ca,Sr,Ba)的热释光发光谱

4.4 Mn在掺稀土硫酸盐中的热释光

4.5 P在掺稀土硫酸盐中的热释光

第5章碱土硫酸盐的光释光

5.1光释光衰退曲线

5.2 SrSO4：Eu

5.3 CaSO4：Eu

5.4 MgSO4：Tm，P

第6章掺稀土硫酸盐的剂量响应

6.1剂量响应理论

6.2 SrSO4：Eu、CaSO4：Eu和MgSO4：Tm，P

6.3其它的碱土硫酸盐磷光体

第7章讨论

7.1掺稀土的碱土硫酸盐TL和OSL的发光机制

7.2研究TL和OSL发光材料的方法

7.3 OSL测量条件的探讨

第8章总结

8.1结论

8.2创新性

8.3展望

参考文献

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致谢

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