Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu về liều kế bức xạ gamma và các tham số che chắn bức xạ của kính cửa sổ thương mại
Tóm tắt
Kính cửa sổ thương mại (CWG) được nghiên cứu để ứng dụng như một bộ lọc dải thông, hệ thống đo liều và bảo vệ bức xạ gamma năng lượng thấp. Để đánh giá các đặc điểm đo liều của nó, việc truyền quang (T%) và phát quang nhiệt (TL) đã được đo, các đặc điểm đo liều được xác định và tác động của CoO đến các tính chất quan sát được đã được thảo luận chi tiết. Các quang phổ truyền qua trước và sau khi chiếu xạ bằng bức xạ gamma (1, 5, 10 và 20 kGy) đã được đo trong khoảng bước sóng từ 200–900 nm. Sự khác biệt trong các băng truyền tại khoảng ~ 380, 530, 590 và ~ 645 nm đã được quan sát thấy tùy thuộc vào mức độ chiếu xạ, chỉ ra tính hữu ích của CWG như một bộ lọc dải thông. Một đỉnh phát quang nhiệt rộng tại 210 °C cũng được quan sát thấy trước và sau khi chiếu xạ. Sự gia tăng cường độ TL sau khi chiếu xạ gợi ý rằng đã tạo ra các trung tâm bẫy phát quang bổ sung khi CWG bị chiếu xạ với các liều lượng khác nhau. Thêm vào đó, đường cong phát quang đơn giản, phản ứng TL tuyến tính với nhiều liều gamma và nghiên cứu sự phai màu của CWG cho thấy khả năng lặp lại liều hấp thụ của nó trong thời gian lên đến 32 ngày sau khi tiếp xúc. Những kết quả này làm cho CWG trở thành vật liệu tốt cho việc sử dụng trong đo liều TL. Các hệ số suy giảm tuyến tính cũng đã được xác định thực nghiệm và lý thuyết thông qua quang phổ bức xạ gamma và chương trình WinXCOM, tương ứng. Các tham số che chắn gamma cũng đã được tính toán cho các năng lượng gamma khác nhau. Các kết quả thu được chứng minh rằng CWG phù hợp để sử dụng như một lớp bảo vệ chống lại các tia gamma năng lượng thấp (dưới 60 keV). Hơn nữa, tiết diện loại bỏ neutron nhanh được xác định là 0.087 cm−1.
Từ khóa
#kính cửa sổ thương mại #đo liều bức xạ gamma #tia gamma #phát quang nhiệt #che chắn bức xạTài liệu tham khảo
Q. Wang, H. Geng, C. Sun, X. Li, H. Zhao, W. Liu, J. Xiao, Z. Hu, Radiation effects on optical and structural properties of GG17 Glasses induced by 170 keV electrons and protons. J. Appl. Phys. 119, 023103 (2016)
C. Zhang, F. Wenbin, Z. Li, J. Xia, Y. Ping, and XiaoranYu, Improving 2.0 μm fluorescence properties of Er3+/Ho3+ co-doped oxyfluoride silicate glass-ceramics containing YF3 nanocrystals by introducing Li+ ions for mid-infrared lasers. J. Lumin. 227, 117568 (2020)
H. Zhang, C.L. Corkhill, P.G. Heath, R.J. Hand, M.C. Stennett, N.C. Hyatt, Effect of Zn- and Ca-oxides on the structure and chemical durability of simulant alkali borosilicate glasses for immobilisation of UK high level wastes. J. Nucl. Mater. 462, 321 (2015)
F. Ahmad, E.H. Aly, M. Atef, M.M. ElOkr, Study the influence of zinc oxide addition on cobalt doped alkaline earth borate glasses. J. Alloy Compd. 25(593), 250–255 (2014)
O. Dymshits, V. Vitkin, I. Alekseeva, A. Khubetsov, M. Tsenter, A. Polishchuk, A. Volokitina, J.M. Serres, X. Mateos, A. Zhilin, P. Loiko, Transparent glass-ceramics based on Co2+-doped γ-GaxAl2− xO3 spinel nanocrystals for passive Q-switching of Er lasers. J. Lumin. 234, 117993 (2021)
A.M. Abdelghany, F.H. El-Batal, H.A. El-Batal, F.M. Ezz-Eldin, Optical and FTIR structural studies of CoO-doped sodium borate, sodium silicate and sodium phosphate glasses and effects of gamma irradiation-a comparative study. J. Mol. Struct. 1074, 503–510 (2014)
L.V.E. Caldas, M.I. Teixeira, Colored glasses for high dose dosimetry using the thermoluminescent technique. J. Radiat. Prot. Dosim. 111(1), 13–15 (2004)
P. Narayan, K.R. Senwar, S.G. Vaijapurkar, D. Kumar, P.K. Bhatnagar, Application of commercial glasses for high dose measurement using the thermoluminescent technique. Appl. Radiat. Isot. 66(1), 86–89 (2008)
F. Djouider, Performance testing of locally manufactured commercial soda–lime–silicate glass in Saudi Arabia for low-dose radiation in γ-ray feld. SN Appl. Sci. 2, 1079 (2020)
N.S. Prabhu, H.M. Somashekarappa, M.I. Sayyed, A.M. Alhuthali, Y. Al-Hadeethi, S.D. Kamath, 0.25–30 kGy γ Irradiation-induced modifications on the density, optical absorption, thermo-, and photo-luminescence of the 10BaO–20ZnO–20LiF-49.3 B2O3-0.7 Er2O3 glass. J. Lumin. 231, 117820 (2021)
K. Farah, A. Kovács, A. Mejri, H.B. Ouada, Effect of post-irradiation thermal treatments on the stability of gamma-irradiated glass dosimeter. Radiat. Phys. Chem. 76(8–9), 1523–6 (2007)
J.I. Lee, H. Kim, J.L. Kim, A.S. Pradhan, M.C. Kim, I. Chang, K.S. Chung, Thermoluminescence of chip inductors and resistors in new generation mobile phones for retrospective accident dosimetry. Radiat. Meas. 105, 26–32 (2017)
A.M. Ali, Y.S. Rammah, M.I. Sayyed, H.H. Somaily, H. Algarni, M. Rashad, The impact of lead oxide on the optical and gamma shielding properties of barium borate glasses. Appl. Phys. A 126, 280 (2020)
M.S. Al-Buriahi, Y.S. Rammah, Investigation of the physical properties and gamma-ray shielding capability of borate glasses containing PbO, Al2O3 and Na2O. Appl. Phys. A 125, 717 (2019)
Y.S. Rammah, A. Askin, A.S. Abouhaswa, F.I. El-Agawany, M.I. Sayyed, Synthesis, physical, structural and shielding properties of newly developed B2O3 –ZnO–PbO–Fe2O3 glasses using Geant4 code and WinXCOM program. Appl. Phys. A 125, 523 (2019)
E.M. Abou Hussein, A.M. Madbouly, F.M. Ezz Eldin, N.A. ElAlaily, Evaluation of physical and radiation shielding properties of Bi2O3–B2O3 glass doped transition metals ions. Mater. Chem. Phys. 261, 124212 (2021)
E. M. Abou Hussein , A. M. Madbouly, and F. M. Ezz Eldin. Characterization of some radiation shielding, optical, and physical properties of fluorophosphate glasses modified by Sm3+. J Mater Sci: Mater Electron. 2021.
G. Singh, M.K. Gupta, A.S. Dhaliwal, K.S. Kahlon, Measurement of attenuation coefficient, effective atomic number and electron density of oxides of lanthanides by using simplified ATM-method. J. Alloys Compd. 619, 356–360 (2015)
M.R. Kaçal, H. Polat, M. Oltulu, F. Akman, O. Agar, H.O. Tekin, Gamma shielding and compressive strength analyses of polyester composites reinforced with zinc: an experiment, theoretical, and simulation based study. Appl. Phys. A 126, 205 (2020)
A.M.A. Mostafa, S.A. Issa, M.I. Sayyed, Gamma ray shielding properties of PbO-B2O3-P2O5 doped with WO3. J. Alloys Compds. 708, 294–300 (2017)
O.I. Sallam, A.M. Madbouly, N.A. Elalaily, F.M. Ezz-Eldin, Physical properties and radiation shielding parameters of bismuth borate glasses doped transition metals. J. Alloys Compds. 843, 156056 (2020)
A A¸SKIN, Evaluation of the gamma and neutron shielding properties of 64TeO2 + 15ZnO + (20 − x)CdO + xBaO + 1V2O5 glass system using Geant4 simulation and Phy-X database. Pramana J. Phys. 94:97 (2020).
A.M. El-Khayatt, El-Sayed. Abdo, A. MERCSFN: a program For the calculation of fast neutron removal cross section in composite shields. Ann. Nucl. Energy 36, 832–836 (2009)
S. Bahammam, S. Abd El All, F.M. Ezz-Eldin, A comparison of modifications induced by heat-treatment and γ-irradiation in spectroscopic properties of silica-gel thin film doped with Nd2O3. IJNTR 1(7), 37–47 (2015)
G. Sharma, R. Bagga, A. Cemmi, M. Falconieri, S. Baccaro, Spectroscopic investigations on γ-irradiated Eu3+ and Dy3+ doped oxyfluoride glasses Radiat. Phys. Chem. 108, 48–53 (2015)
H.H. Mahmoud, I.K. Batisha, F.M. Ezz-Eldin, Structural, optical and magnetic properties of γ-Irradiated SiO2 xerogel doped Fe2O3. J. Spectrochim. Acta Part A Mol. Biomol. Spectrosc. 150, 72–82 (2015)
O.I. Sallam, A. Alhodaib, S. Abd El All, F.M. Ezz-Eldin, Influence of gamma-ray on optical and structural properties of commercial window glass enriched with copper oxide. J. Inorg. Chem. Comm. 124, 108388 (2021)
A.Ibrahim, and M.S.Sadeq, Influence of cobalt oxide on the structure, optical transitions and ligand field parameters of lithium phosphate glasses, Ceramics International (2021).
J.T. Graham, Y. Zhang, W.J. Weber, Irradiation-induced defect formation and damage accumulation in single crystal CeO2. J. Nucl. Mater. 498, 400–408 (2017)
L.G. Ferguson, F. Dogan, Spectral analysis of transition metal-doped MgO “matched emitters” for thermophotovoltaic energy conversion. J. Mater. Sci. 37, 1301–1308 (2002)
T.D. Abdelaziz, F.M. Ezz-Eldin, Characterization by optical and magnetic spectroscopy of a synthesized SiO2 thin-film used for radiation detector. Indian J. Phys. 91(9), 1049–1059 (2017)
J.Smolík, P.Knotek, J.Schwarz, P.Kutálek, M.Pouzar, and E.Černošková, Optimization of synthesis and basic characterization of 55PbO-10ZnO-35P2O5 glass modified by CoO, Sci.Pap.Univ. Pardubice, Ser. 26 A 181–193 (2020).
Vijay Laxmi Kalyani, and Varsha Sharma. Different types of Optical Filters and their Realistic Application. Journal of Management Engineering and Information Technology (JMEIT) Volume -3, Issue- 3, Jun. (2016)
A. Kadari, D. Kadri, New numerical model for thermal quenching mechanism in quartz based on two-stage thermal stimulation of thermoluminescence model. Arab. J. Chem. 8, 798–802 (2015)
S. Bahl, A. Pandey, S.P. Lochab, A.G. Aleynikov, P. Kumar, Synthesis and thermoluminescence characteristics of gamma and proton irradiated nano-crystalline MgB4O7:Dy. Na. J. Lumin. 134, 691–698 (2013)
A.S. El-Bayoumi, Huda A. Alazab, F.M. Ezz-ElDin, The impact of γ-irradiation on Cd-B2O3 glass doped WO3: New evidence by TL and ESR spectroscopy. J. Non Cryst. Solids 551, 120459 (2021)
N. Majewska, T. Lesniewski, S. Mahlik, M. Grinberg, D. Kulesza, J. Ueda, E. Zych, Properties of charge carrier traps in Lu2O3:Tb, Hf ceramic storage phosphors observed by high-pressure spectroscopy and photoconductivity. J. Phys. Chem. C 124, 20340–20349 (2020)
M. Bakr, M. Omer, Determination of thermoluminescence kinetic parameters of La2O3 doped with Dy3+ and Eu3+. Materials 13, 1047 (2020)
Jun Peng, George Kitis, Amr M. Sadek, E.C. Karsu Asal, Zhenguo Li, Thermoluminescence glow-curve deconvolution using analytical expressions: a unified presentation. Appl. Radiat. Isot. 168, 109440 (2021)
Minho Kwon and Boris Murmann. A New Figure of Merit Equation for Analog-to Digital Converters in CMOS Image Sensors. IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS) (2018).
R.K. Gartia, M.N. Singh, L.C. Chanu, T.B. Singh, Determination of thermoluminescence parameters in nanocrystalline CaAl2O4. J. Lumin. 219, 116867–116875 (2020)
D. Ginzburg, L. Oster, S. Biderman, S. Biderman, The unified interaction model: simulations of Tl dose response and experimental verification of intended dose response linearity by postirradiation photon excitation. Radiat. Prot. Dosim. 192, 766–824 (2021)
Y.S. Horowitz, O. Avila, M. Rodriguez-Villafuerte, Theory of heavy charged particle response (efficiency and supralinear) in TL materials. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B 184, 85–112 (2001)
Ali Aşkin, D.A.L. Murat, Investigation of the gamma ray shielding behaviour of (90–x)TeO2— xMoO3—10ZnO glass system using geant4 simulation code and WinXCOM database. Cumhur. Sci. J. 40(3), 742–752 (2019)
S. Yasmin, B.S. Barua, M.U. Khandaker, Md. Faruque-Uz-Zaman Chowdhury, A. Rashid, D.A. Bradley, M.A. Olatunji, M. Kamal, Studies of ionizing radiation shielding effectiveness of silica-based commercial glasses used in Bangladeshi dwellings. Res. Phys. 9, 541–549 (2018)
S. Gowda, S. Krishnaveni, T. Yashoda, T.K. Umesh, Ramakrishna Gowda, Photon mass attenuation coefficients, effective atomic numbers and electron densities of some thermoluminescent dosimetric compounds. Pramana. J. Phys. 63(3), 529–541 (2004)
H.O. Tekin, T.T. Erguzel, M.I. Sayyed, V.P. Singh, T. Manici, E.E. Altunsoy, O. Agar, An investigation on shielding properties of different granite samples using mcnpx code. Dig. J. Nanomater. Biostruct. 13(2), 381–389 (2018)
H.C. Manjunatha, L. Seenappa, B.M. Chandrika, K.N. Sridhar, C. Hanumantharayappa, Gamma, X-ray and neutron shielding parameters for the Al-based glassy alloys. Appl. Radiat. Isot. 139, 187–194 (2018)
R. Bagheri, A.K. Moghaddam, H. Yousefnia, Gamma ray shielding study of barium bismuth borosilicate glasses as transparent shielding materials using MCNP-4C Code, XCOM program, and available experimental data. Nucl. Eng. Technol. 49, 216–223 (2017)
P. Kaur, K.J. Singh, M. Kurudirek, S. Thakur, Study of environment-friendly bismuth incorporated lithium borate glass system for structural, gamma-ray, and fast neutron shielding properties. Spectrochim. Acta Part A Mol. Biomol. Spectrosc. 223, 117309 (2019)
S.F. Olukotun, K.S. Mann, S.T. Gbenu, F.I. Ibitoye, O.F. Oladejo, H.O. Amit Joshi, M.I. Tekin, M.K. Sayyed, F.A.B. Fasasi, T. Korku, Neutron-shielding behavior investigations of some clay-materials. Nucl. Eng. Technol. 51, 1444–1450 (2019)
S.A.M. Issa, M.I. Sayyed, M.H.M. Zaid, K.A. Matori, A comprehensive study on gamma rays and fast neutron sensing properties of GAGOC and CMO scintillators for shielding radiation applications. J. Spectrosc. (2017). https://doi.org/10.1155/2017/9792816