نویسندگان

1 مجتمع دانشگاهی علوم کاربردی، گروه فیزیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین‌شهر

2 مجتمع دانشگاهی علوم کاربردی، مرکز تحقیقات اپتیک و لیزر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین‌شهر

3 دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

4 مجتمع دانشگاهی علوم کاربردی، گروه شیمی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر

چکیده

در این پژوهش، سنتز نانوذرات استرانسیوم سولفید آلاییده شده با عناصر خاکی کمیاب سریم و ساماریوم (SrS:Ce,Sm) به روش هم‌رسوبی انجام شد. قرص­هایی شفاف با استفاده از مخلوط نانوپودر این ماده و اپوکسی- رزین بیسفنول A، به عنوان آشکارساز در دزیمترهای مبتنی بر لومینسانس تحریک شده نوری (OSL)، تولید شد. تأیید تشکیل فاز بلورین و همچنین مورفولوژی نانوذرات سنتز شده با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) و همچنین تصاویر FESEM انجام پذیرفت. تأثیر غلظت­های مختلف سریم و ساماریم و همچنین غلظت تیوگلیسرول (به عنوان عامل پوشش دهنده برای کنترل اندازه نانوذرات) بر پاسخ حساسیت آشکارسازی این ماده در شرایط کاملاً یکسان تابش­دهی و اندازه­گیری، بررسی شد. نتایج نشان می­دهند، بهینه حساسیت پاسخ آشکارسازی نمونه­ها به دز آزمایشی تقریباً 4/0 میلی­گری با پرتو ایکس، مرتبط با غلظت‌های 0.02و 0.01 درصد مولی سریم و ساماریوم و همچنین غلظت 0.1 مولار تیوگلیسرول با میانگین اندازه نانوبلورک 2±24 نانومتر است.

 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Synthesis and optimization of the composite pellets of SrS:Ce,Sm nano-phosphor as a sensor for the space radiation dosimeter

نویسندگان [English]

  • M Yazdanmehr 1
  • H Sadeghi 1
  • M Kavosh Tehrani 2
  • S J Hashemifar 3

چکیده [English]

In this study, the SrS nanopowder co-activated by Ce3+ and Sm3+ (SrS:Ce,Sm) was synthesized by the co-precipitation method. The transparent pellets were fabricated by mixing the SrS:Ce,Sm nanopowder and bisphenol-A epoxy resin as a crystal of the optically stimulated luminescence (OSL) dosimeter. The crystalline phase verification and also, the morphology of the synthesized nanopowder were investigated using the XRD patterns and FESEM images, respectively. The effects of Ce3+ and Sm3+ concentration and the Thioglycerol (as capping agent) concentration on the sensitivity of SrS:Ce,Sm OSL response were evaluated in the same exposure and measurement conditions. The obtained results demonstrated the optimum sensitivity of the OSL response of the samples to a test dose of approximately 0.4 mGy by X-ray irradiation, which was related to 0.02 and 0.01 mol% concentrations of Ce and Sm, respectively; the 0.1 M concentration of the Thioglycerol was associated with the nanocrystallite size of 24+2 nm as well

کلیدواژه‌ها [English]

  • SrS:Ce
  • Sm
  • OSL
  • thioglycerol
  • nanoparticles
  • dosimeter

1. P Garcia, J R Vaillé, D Benoit, H Chabane, G Berger, K Idri, J Boch, B Sagnes, F Saigné, and E Lorfevre, IEEE transactions on nuclear science 53 (2006) 3713. 2. S Bourdarie, D Falguere, C Inguimbert, C Deneau, J Vaillé, E Lorfèvre, and R Ecoffet, in Radiation Effects on Components and Systems (2013). 3. D Plattard, G Ranchoux, L Dusseau, G Polge, J Vaillé, J Gasiot, J Fesquet, R Ecoffet, and N Iborra-Brassart, Nuclear Science, IEEE Transactions on, 49 (2002) 1322. 4. M Bahmanabadi, Iranian Journal of Physics Research 17 3 (2017) 473. 5. L Dusseau and J Gasiot, International journal of high speed electronics and systems, 14 (2004) 605. 6. KH Mohammadi, R Sarraf Maamory, R Mohammadi, and A Mosavi Zarandi, Iranian Journal of Physics Research 9 4 (2010) 321. 7. F Torkzadeh, S S Amini, and M Fugger, Iranian Journal of Physics Research 13 3 (2013) 235. 8. M Zahedifar and E Sadeghi, Iranian Journal of Physics Research 13 3 (2013) 313. 9. E G Yukihara and S W McKeever, “Optically stimulated luminescence: fundamentals and applications”, John Wiley & Sons (2011). 10. S W McKeever, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 184 (2001) 29. 11. M Yazdanmehr, H Sadeghi, M K Tehrani, S J Hashemifar, and M Mahdavi, Optical Materials 75 (2018) 304. 12. D Benoit, P Garcia, S Matias-Vaillé, F Ravotti, J Vaille, M Glaser, B Brichard, A F Fernandez, C Chatry, and L Dusseau, in Radiation and Its Effects on Components and Systems, 2007 RADECS 2007 9th European Conference on (2007) 1. 13. P Garcia, J R Vaillé, D Benoit, F Ravotti, L Artola, B Sagnes, E Lorfevre, F Bezerra, and L Dusseau, Nuclear Science, IEEE Transactions on 54 (2007) 2272. 14. D Benoit, J R Vaille, J Lautissier, S Matias-Vaille, J Isturiz, P Garcia, B BrÎchard, and L Dusseau, IEEE Transactions On Nuclear Science 55 (2008) 3421. 15. D Benoit, P Garcia, S Matias-Vaille, F Ravotti, J R Vaille, M Glaser, B. Brichard, A F Fernandez, C Chatry, and L Dusseau, IEEE Transactions on Nuclear Science 55 (2008) 2154. 16. F Ravotti, "Development and characterisation of radiation monitoring sensors for the high energy physics experiments of the CERN LHC accelerator", Montpellier U. (2006). 17. D Benoit, F Ravotti, P Garcia, H Prevost, D Lapraz, J R Vaillé, and L Dusseau, physica status solidi (a) 205 (2008) 1196. 18. F Ravotti, D Benoit, P Lefebvre, P Valvin, J R Vaillé, L Dusseau, J Fesquet, and J. Gasiot, Journal of Applied Physics 102 (2007) 123102. 19. Z Sedaghat, N Taghavinia, and M Marandi, Nanotechnology 17 (2006) 3812. 20. B Hüttl, U Troppenz, K Velthaus, C Ronda, and R Mauch, Journal of applied physics 78 (1995) 7282. 21. L Gomes, H M d S M Linhares, R U Ichikawa, L G Martinez, and I M Ranieri, Journal of Luminescence 157 (2015) 285. 22. A Patle, R Patil, M Kulkarni, B Bhatt, and S Moharil, Optical Materials 48 (2015) 185. 23. L Nascimento and Y Hornos, Radiation Measurements 45 (2010) 51. 24. M Abramowitz and I A Stegun, "Handbook of mathematical functions: with formulas, graphs, and mathematical tables" 55 Courier Corporation, (1964).

تحت نظارت وف بومی