论文部分内容阅读
本文的主要目的为研究开发综合性能优良的辐射光致发光磷酸盐玻璃剂量计。根据磷酸盐玻璃组成对玻璃剂量学性能的影响，指出在玻璃中引入两种碱金属离子(Li+、Na+)，能够获得整体性能优异的玻璃剂量计。并据此制作了玻璃剂量计的成品，测试了剂量学性能。此外，在银掺杂磷酸盐玻璃的基础上，研究了铕离子引入后银铕共掺磷酸盐玻璃的白光发光性能，在最佳组成玻璃中实现了在紫外光激发下色度接近于白光的白光发射。
论文第一章首先综述了银掺杂磷酸盐玻璃剂量计的发明、发展及引用，概括了磷酸盐辐射光致发光玻璃剂量计的研究进展及相应的读出技术。另外，对白光LED技术研究进展也进行了总结。最后提出了本论文的研究内容和研究思路。
论文第二章主要介绍了实验方法、样品制备、性质测试、电子顺磁共振(EPR)测试理论等。
论文第三章研究了组成对玻璃化学稳定性、有效原子序数和光谱性能的影响。发现基质玻璃组成为70LiPO3-30Al(PO3)3时玻璃具有最佳综合性能，并在此基础上系统研究了银含量、O/P比、碱金属离子类型、引入两种碱金属离子及引入Ce3+/Ce4+对玻璃的光谱性能、能量依赖性、荧光能增大及灵敏度等性能的影响。研究结果表明:1)银含量的增加能够提高玻璃对射线的灵敏度，增加了玻璃的能量依赖性。2)O/P比的增加有利于提高玻璃对射线的灵敏度，但降低了玻璃的化学稳定性。3)随着玻璃中碱金属的离子半径增加，玻璃的化学稳定性降低，能量依赖性增强，对射线的灵敏度增强。钠铝磷酸盐玻璃的荧光能增大时间最短。4)玻璃中含有两种碱金属离子(Li+、Na+)时，玻璃的化学稳定性相较于含有一种碱金属离子的玻璃显著增强。随着玻璃中钠离子含量的增加，玻璃对射线的灵敏度增加，玻璃的荧光能增大时间减小，能量依赖性增加。
论文第四章研究了玻璃剂量计成品的剂量学性能。在含有两种金属离子的玻璃中钠含量的增加会使玻璃剂量计的荧光能增大时间缩短，消光效应增强，灵敏度增大，能量依赖性增大。玻璃的本底剂量与玻璃本身的结构、银掺杂浓度以及玻璃表面的清洁度有关，未掺杂玻璃也会有一定量的本底剂量。通过增加玻璃中钠含量可以相应减少玻璃中的Ag含量，不改变玻璃对射线的灵敏度且能够降低玻璃的能量依赖性。
论文第五章研究了银铕共掺磷酸盐玻璃在紫外光激发下白光发光性能。在紫外光激发下，电离辐射辐照后的银铕共掺磷酸盐玻璃具有覆盖整个可见光区的发光，发光色度接近于标准白光发光。银掺杂玻璃在引入铕后属于Eu2+的蓝光发光显著增强，银聚集体的有效荧光寿命由1.8μs急剧减小为约8ns，表明电离辐射辐照后的银铕共掺磷酸盐玻璃在紫外光的激发下存在银聚集体→Eu2+的能量转移。银铕共掺磷酸盐辐照后的荧光光谱和Eu3+的激发谱的重叠证实了银聚集体→Eu3+和Eu2+→Eu3+的能量转移过程的存在。这些能量转移过程使电离辐射辐照后银铕共掺磷酸盐玻璃的发光效率大大增加。铕离子最佳掺杂浓度为0.8mol％，低于此浓度时，发光强度低，高于此浓度时由于Eu2+的浓度淬灭作用，发光强度显著降低。银离子最佳掺杂浓度为4mol％，银离子浓度低则发光强度低，高于此浓度则在熔制过程中很容易发生银原子的析出而导致玻璃失透。获得白光银铕共掺磷酸盐玻璃的最佳照射剂量5KGy。过低的照射剂量玻璃的发光效率低，发光色度偏向红光。照射剂量过高，由于玻璃着色严重，对发光的自吸收效应也使玻璃的发光效率降低。辐照后的银铕共掺磷酸盐玻璃在150℃处理72小时后发光达到稳定值表明在150℃具有较好的发光稳定性。