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Lexsyg多譜段材料探測實錄:新型AlN陶瓷紫外線劑量測定研究

更新時間:2025-10-29點擊次數(shù):282

Lexsyg釋光探測器 | 從紫外到X射線

隨著紫外線(UV)輻射對人體健康的影響日益受到關(guān)注,開發(fā)高靈敏度的紫外線劑量材料成為科研熱點。近期,拉脫維亞大學(xué)研究團隊在《AlN+Y?O?陶瓷對太陽光與X射線輻照的熱釋光響應(yīng)》研究中取得重要進展,揭示了氮化鋁(AlN)陶瓷在紫外線劑量測定中的潛力,而實驗的關(guān)鍵數(shù)據(jù)正是通過Freiberg Instruments的lexsyg research TL/OSL Reader精確獲取。

研究背景

Lexsyg多譜段材料探測實錄:新型AlN陶瓷紫外線劑量測定研究 

AlN陶瓷因?qū)捊麕匦浴⒏邿後尮猓═L)響應(yīng)及與人體皮膚相似的紫外吸收譜,被視為理想的紫外線劑量材料。然而,其TL信號在室溫下衰減快、輻照源差異對TL特性的影響機制尚不明確。為此,研究團隊利用lexsyg TL/OSL Reader結(jié)合X射線與自然太陽光輻照,系統(tǒng)分析了AlN陶瓷的TL特性差異。

重要發(fā)現(xiàn)

通過lexsyg儀器的高靈敏度光電倍增管(PMT)與光譜儀聯(lián)用,研究團隊捕捉到兩類輻照下TL信號的明顯差異。

1. TL曲線溫度偏移

1)X射線輻照:TL峰出現(xiàn)在400 K附近,曲線較窄(圖1a)。

2)太陽光輻照:TL峰向高溫區(qū)偏移50 K至450 K,且峰形更寬(圖1b)。

3)原因:太陽光中的可見光(>450 nm)通過光激勵釋放淺陷阱電荷,導(dǎo)致低溫區(qū)TL信號減弱,同時輻照過程中樣品升溫(約30 K)進一步影響峰位。

Lexsyg多譜段材料探測實錄:新型AlN陶瓷紫外線劑量測定研究

圖1. AlN+Y2O3復(fù)合材料在1) X射線與2) 太陽光輻照后的TL曲線

2. TL光譜選擇性抑制

1)X射線輻照:TL光譜包含紫外(400 nm)、藍(lán)光(480 nm)和紅光(600 nm)波段(圖8a),與材料本征缺陷及Mn雜質(zhì)相關(guān)。

2)太陽光輻照:紫外波段被明顯抑制(圖8b),因大氣層吸收導(dǎo)致地面太陽光波長>290 nm,無法有效激發(fā)AlN的紫外發(fā)光中心。

Lexsyg多譜段材料探測實錄:新型AlN陶瓷紫外線劑量測定研究 

圖2. AlN+Y2O3復(fù)合材料在以下輻照條件下的歸一化TL發(fā)射光譜:1)X射線輻照20秒2) 無濾光片太陽光輻照10分鐘;3) X射線發(fā)光(XL)光譜(所有光譜測量溫度:400 K)

Lexsyg儀器的關(guān)鍵作用

實驗通過lexsyg Reader集成的X射線源與光學(xué)刺激模塊實現(xiàn)多場景模擬:

1)精確控制:X射線輻照參數(shù)(40 kV, 0.5 mA)與加熱速率(1 K/s)確保實驗可重復(fù)性。

2)光譜解析:聯(lián)用Andor光譜儀與低損耗光纖,實時獲取TL發(fā)射光譜

3)光激勵驗證:利用ZHS16濾光片(>450 nm)驗證太陽光可見部分對TL信號的破壞效應(yīng)(圖3),證實光激勵導(dǎo)致TL信號損失40%。

Lexsyg多譜段材料探測實錄:新型AlN陶瓷紫外線劑量測定研究 

圖3. TL發(fā)光曲線,1)照射太陽光10分鐘后, 2)照射10分鐘+ 10分鐘太陽光OS(通過ZHS16過濾器照射)后

應(yīng)用前景與挑戰(zhàn)

研究表明,AlN陶瓷在水處理滅菌(254 nm紫外監(jiān)測)和空間紫外線劑量測定中潛力突出。然而,其TL信號在24小時內(nèi)衰減達(dá)30-50%,需通過濾光片屏蔽可見光干擾,并配合lexsyg儀器的快速檢測功能實現(xiàn)即時分析。

此項研究不僅為AlN陶瓷的劑量學(xué)應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ),更展示了lexsyg research在復(fù)雜輻照環(huán)境下的高精度檢測能力。未來,該儀器或?qū)⒊蔀椴牧先毕莘治雠c輻射劑量監(jiān)測領(lǐng)域的重要工具。

Lexsyg多譜段材料探測實錄:新型AlN陶瓷紫外線劑量測定研究 

 

 

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