Тема: ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ СИНТЕЗА НА ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ И ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КИСЛОРОДО-ДЕФИЦИТНОЙ СУБМИКРОННОЙ КЕРАМИКИ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ

РЕФЕРАТ
Пояснительная записка 94 с., 41 рис., 7 табл., 54 источника.
СУБМИКРОННАЯ КЕРАМИКА, ОКСИД АЛЮМИНИЯ,
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ОТЖИГ, ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ, ИМПУЛЬСНАЯ КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ, ДОЗИМЕТРИЯ.
Объект исследования: кислородо-дефицитная субмикронная керамика оксида алюминия.
Цель работы - изучение влияния режимов высокотемпературного отжига в восстановительной среде на люминесцентные и дозиметрические свойства субмикронной керамики оксида алюминия.
Проведен обзор литературы на тему люминесцентных и дозиметрических свойств оксида алюминия и других наноразмерных материалов.
Экспериментально установлено, что высокотемпературный отжиг компактов из нанопорошка в вакууме в сильно-восстановительной среде в присутствии углерода вызывает образование кислородных вакансий в оксиде, что подтверждают спектры импульсной катодолюминесценции исследуемых образцов.
Увеличение температуры и времени отжига приводит к росту концентрации центров люминесценции, созданных кислородными вакансиями и, как следствие, увеличению интенсивности термолюминесценции субмикронной керамики оксида алюминия.
В результате исследования образцов субмикронной керамики оксида алюминия получен комплекс параметров, характеризующих дозиметрический пик ТЛ (410 К), проведено сравнение найденных параметров с известными литературными данными.
Наблюдается зависимость интенсивности пиков ТЛ при 410 К и 600 К синтезированной керамики оксида алюминия от поглощенной дозы Р-облучения (до 200 Гр) и при облучении электронными импульсами (до 12 кГр).
Установлено, что возврат чувствительности к Р-излучению после высокодозного облучения происходит при отжиге в атмосфере при температуре 600 °С в течение 1 часа.
Проведен анализ экологических рисков и соблюдения правил безопасности жизнедеятельности при экспериментальных исследованиях.
В настоящее время монокристаллы анион-дефектного Л12О3 широко используются в различных отраслях промышленности: атомной энергетике, лазерной технике, оптике, светотехнике, электротехнике. Благодаря уникальным люминесцентным свойствам, оксид алюминия успешно применяется в качестве детектора ионизирующих излучений. Данный детектор обладает высокой чувствительностью и широким диапазоном измеряемых доз излучения и используется для контроля индивидуальной дозы облучения персонала, а также для мониторинга радиационного загрязнения окружающей среды и территории АЭС [1].
Дозиметрические свойства Л12О3 определяются наличием кислородных вакансий в объеме кристалла. Дефицит кислорода в анионной подрешетке оксида достигается выращиванием монокристалла корунда в сильнейшей восстановительной среде, обусловленной присутствием графита. Детекторы ТЛД-500К, созданные на основе анион-дефектного Л12О3, имеют высокую чувствительность, низкий фединг и широкий предел регистрируемых доз: 0,5 мкГр - 10 Гр [1]. Однако с развитием радиационных технологий возникает необходимость в регистрации высоких доз излучения.
Перспективным направлением в разработке материалов для аварийной дозиметрии может стать использование в качестве детекторов ионизирующих излучений наноструктурных и субмикронных материалов. Благодаря повышенной радиационной стойкости, предполагается возможность использования таких материалов для измерения высоких доз облучения (100 Гр-10 кГр).
Целью данной работы являлось исследование влияния параметров высокотемпературного синтеза в восстановительной среде на люминесцентные и дозиметрические свойства субмикронной керамики оксида алюминия.

Купить

Поставленные в ходе выпускной квалификационной работы задачи по исследованию люминесцентных и дозиметрических свойств субмикронной керамики оксида алюминия: выполнены в полном объеме
1) Проведен литературный обзор на тему люминесцентных и дозиметрических свойств наноструктурных люминофоров, а также сравнение их дозиметрических характеристик с монокристаллическими аналогами.
2) Описаны основные модели, объясняющие радиационную стойкость наноструктурных материалов.
3) Проведена аттестация методом сканирующей электронной микроскопии субмикронных керамик оксида алюминия, полученных при различных параметрах высокотемпературного отжига в восстановительной среде.
4) Для исследования люминесцентных свойств использованы экспериментальные методики измерения ТЛ и спектров ИКЛ, а также несколько методов расчета кинетических параметров ТЛ.
5) Исследование влияния параметров отжига субмикронной керамики оксида алюминия на интенсивность ТЛ показало эффективность увеличения температуры и длительности отжига в восстановительной среде с целью достижения наибольшей интенсивности термолюминесценции.
6) Оценена возможность использования субмикронных керамик оксида алюминия для высокодозной дозиметрии 0-излучения и импульсных пучков электронов. Результаты экспериментов подтверждают данную перспективу.
7) Проведен анализ экологических рисков и соблюдения правил безопасности жизнедеятельности при экспериментальных исследованиях.

Купить