مطالعۀ ویژگی‌های درخشایی گرمایی و درخشایی نوری نانوذرات آلفاآلومینا آلاییده شده با دیسپرسیوم تحت تابش گاما

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فیزیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

2 -دانشکده فیزیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران - پژوهشکدة علوم و فناوری نانو، دانشگاه کاشان، کاشان

چکیده
هدف از این پژوهش بررسی ویژگی‌های دزسنجی فسفر ساخته شده آلومینا با ناخالصی دیسپرسیوم به عنوان یک ماده درخشایی گرمایی با حساسیت بالا و امکان دارا بودن پتانسیل لازم برای دزسنجی در دزهای بالا بوده است. ساخت نمونه‌ها به روش سل-ژل انجام شد و بیشترین حساسیت درخشایی گرمایی برای نمونه با مقدار نیم مول درصد دیسپرسیوم تحت پرتودهی با پرتو گاما چشمه  60CO، به‌دست آمد. ویژگی‌های ساختاری و شکل­شناسی ذرات به‌وسیله دستگاه پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و عناصر موجود در نمونه آلفا آلومینا به‌وسیله پراش انرژی اشعه ایکس (EDS) تجزیه و تحلیل شد. پارامترهای سینتیک منحنی تابش درخشایی گرمایی نمونه ساخته شده توسط روش برازش رایانه‌ای محاسبه شدند. دو قله همپوش در دماهای 394 و 449 کلوین در منحنی تابش درخشایی گرمایی این نانو ذرات مشاهده شد. بررسی‌های تکمیلی بر روی منحنی تابش درخشایی گرمایی، محوشدگی و ناحیه خطی پاسخ دز، پتانسیل بالای این نانوفسفر را به عنوان یک دزسنج درخشایی گرمایی با حساسیت بالا و پاسخ خطی مناسب برای کاربردهای دزسنجی، به‌ویژه در دزهای بالا، نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Synthesis and study of thermoluminescence and photoluminescence properties of dysprosium -doped alumina nanoparticles under gamma irradiation

نویسندگان English

Mina Bagheri 1
Ehsan Sadeghi 2
Mostafa Zahedifar 2
1 Physics Department, University of Kashan, Kashan, Iran
2 -Physics Department, University of Kashan, Kashan, Iran -Institute of Nanoscience and Nanotechnology, University of Kashan, Kashan, Iran
چکیده English

This study investigates the dosimetric properties of alumina-based phosphor doped with dispersium impurity, evaluating its potential as highly sensitive thermoluminescent material for high-dose applications. All samples were synthesized using the sol-gel method. The highest sensitivity to gamma radiation from a 60Co source was observed in the sample with 0.5 mol% dispersium doping. The structural and morphological properties of the particles were examined using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), while elemental analysis of the α-alumina sample was analyzed using energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The kinetic parameters of the thermoluminescence (TL) glow curve were extracted through computer-based curve fitting. The TL glow curve exhibited two overlapping peaks at approximately 394 K and 449 K. Additional analyses of the glow curve characteristics, fading characteristics, and dose-response linearity demonstrated the strong potential of this nanophosphor as a high-sensitivity TL dosimeter suitable for high-dose radiation measurements.

کلیدواژه‌ها English

TL
α-Al2O3
Kinetic parameters
Dysprosium
Thermoluminescence glow curve
  1. A Khorshidi, Nucle. Eng. Technol.56 (2024) 2790.‏
  2. S A Sinclair, M I Pech-Canul, M C Acosta-Enríquez, R M Amavizca, A S Crist, & J Marcazzó, Heliyon10 (2024)
  3. G I Efenji, S M Iskandar, N N Yusof, J A Rabba, O I Mustapha, I M Fadhirul, & A O Oke J. Appl. Scie. Manag 28 (2024) 1129.‏
  4. A Mazzucco, R J Wolterbeek, V Gulino, M F Sgroi, P Ngene, P E de Jongh, & M Baricco, RSC advances15 (2025) 17466.
  5. S S Reddy, K R Nagabhushana, S H Tatumi, & N R Thejavathi, Lumine. 280 (2025) 121067.‏
  6. A El-Adawy, N E Khaled, A R El-Sersy, A Hussein, & H Donya,  Radiat. . Isot. 68 (2010) 1132.‏
  7. M Pal, B Roy, & M Pal, of Modern Phys. 2 (2011) 1062.‏
  8. N Ravikumar, R A Kumar, B S Panigrahi, U Madhusoodanan, C B Palan, & S K Omanwar,  Instrum. Meth. B436 (2018) 203.
  9. M R Jalali, J. Env. Sci. Educ.13 (2018) 229.‏
  10. N Salah,  Phys. Chem. 80 (2011) 1.
  11. M Zahedifar, & E Sadeghi,  Phys. Chem81 (2012) 1856.‏
  12. N Baig, I Kammakakam, & W Falath, Advan. 2 (2021) 1821.‏
  13. B An, W Wang, G Ji, S Gan, G Gao, J Xu, & G Li, Energy35 (2010) 45.‏
  14. Y Kobayashi, Y Yasuda, & T Morita, Mater. Process.Techno.7 (2021) 482.‏
  15. M Bagheri, E Sadeghi, & M Zahedifar, Instrum. Meth. B 537 (2023) 46.‏
  16. R Rogojan, E Andronescu, C Ghitulica, & B S Vasile, UPB Buletin Stiintific, Series B: Chem. and Mater. Scie.73 (2011) 67.‏
  17. H H Mert, & M S Mert, Thermochimica Acta681 (2019) 178382.‏
  18. R Annamalai, A Upadhyaya, & D Agrawal, Bulletin of Materials Science36 (2013) 447.‏
  19. N M Trindade, M G Magalhães, M D S Nunes, E M Yoshimura, & L G Jacobsohn, Luminescence 223 (2020) 117195.‏
  20. J M Kalita, & M L Chithambo, Luminescence196 (2018) 195.‏
  21. O Khatim, T H. N Nguyen, M Amamra, L Museur, A Khodan, & A Kanaev, Acta materialia 71 (2014) 108.‏
  22. S Bahl, S P Lochab, & P Kumar, Phys. Chem119  (2016) 136.‏
  23. E Habibi, M Zahedifar, & E Sadeghi, Luminescence237 (2021) 118173.‏
  24. M Talebi, E Sadeghi, M Zahedifar, & S Harooni, Instrum. Meth. B 530 (2022) 29.‏
  25. Z G Portakal-Uçar, M Oglakci, V Correcher, M Sonsuz, N Can, Y Z Halefoglu, & M Topaksu, Luminescence 253 (2023) 119493.‏
  26. L C Matsushima, G RVeneziani, R K Sakuraba, J C Cruz, & L L Campos, Radiati. Isoto. 100 (2015) 7.‏
  27. M J Ware, B Godin, N Singh, R Majithia, S Shamsudeen, R E Serda, & H D Summers, ACS nano8 (2014) 6693.‏
  28. S V Nikiforov, N Y Karavannova, & D V Ananchenko, Phys. Chem. 238 (2025) 113172.‏
  29. I O Polo, & L V Caldas, In Journal of Physics: Conference Series1826 (2021) 012045.

تحت نظارت وف بومی