Opracowanie nowego materiału luminescencyjnego na bazie LiMgPO4 dla potrzeb wysokoczułej dozymetrii promieniowania jonizującego

Abstract

Pomimo postępu w technice odczytu materiałów luminescencyjnych wzbudzanych światłem oraz odkrywaniu nowych materiałów, jaki dokonał się po wdrożeniu techniki optycznie stymulowanej luminescencji (OSL) opartej na Al2O3:C i BeO do pomiarów w dozymetrii indywidualnej, wciąż nie ma konkurencyjnego względem tych substancji materiału, który mógłby je zastąpić. Spośród licznych substancji, które posiadają właściwości luminescencyjne wymagane do zastosowania w OSL, duże nadzieje wiąże się z fosforanem magnezowo–litowym (LMP). Z jednej strony materiał ten charakteryzuje się relatywnie łatwą syntezą, z drugiej jednak niepożądaną jego cechą jest samoistna utrata sygnału luminescencyjnego po napromienieniu. Warunkiem wykorzystania tego materiału w dozymetrii promieniowania jest nadanie mu odpowiednich właściwości dozymetrycznych, które można osiągnąć poprzez zróżnicowane jakościowo i ilościowo domieszkowanie, zmianę parametrów fizykochemicznych procesu wytwarzania materiału, a także nadając mu odpowiednią formę fizyczną. W ramach prowadzonych badań, przedstawionych w niniejszej pracy, podjęto szereg działań mających na celu wytworzenia materiału o jak najwyższej czułości na promieniowanie, szerokim zakresie liniowej odpowiedzi na dawkę i jak najmniejszej utracie sygnału w czasie. W pierwszej części pracy, oprócz teoretycznego wprowadzenia, opisana została metoda wytwarzania domieszkowanych proszków LMP, z których następnie wytwarzano folie z polimerem lub kryształy. Druga cześć pracy została poświęcona rezultatom badań dotyczących wykorzystania metody termicznie oraz optycznie stymulowanej luminescencji w odniesieniu do materiałów przedstawionych w pierwszej części pracy. Pracę kończy rozdział zawierający podsumowanie i wnioski.

ABSTRACT Despite advances in the read–out techniques of luminescence materials light–induced besides with discoveries of new materials that have been made following the implementation of the optical stimulated luminescence (OSL) based on Al2O3:C and BeO for measurements in personal dosimetry, there is still no competitive material to replace them effectively. Of the numerous substances that have the luminescent properties required for use in OSL, magnesium lithium phosphate (LMP) is very much hoped for. On the one hand, this material is characterized by relatively easy synthesis, however, its undesirable feature is the spontaneous loss of luminescent signal after irradiation. The condition for the use of this material in radiation dosimetry is to give it appropriate dosimetric properties, which can be achieved through qualitatively and quantitatively doping, change of physicochemical parameters of the material manufacturing process, as well as giving it the appropriate physical form. The research presented in the doctoral thesis has undertaken a number of activities aimed at producing a material with the highest possible sensitivity to radiation, a wide range of linear response to the dose and the least signal loss over time. In the first part of the work, apart from the theoretical introduction, the method of manufacturing doped LMP powders was described, from which polymer films or crystals were subsequently made The second part of the study was devoted to the results of research on the use of the thermally and optically stimulated luminescence methods in relation to the materials presented in the first part. The last chapter with a summary and conclusions concludes this work.