Thermoluminescence properties of nano-alumina with two different particle sizes

С. Маммадов; М. Гурбанов; Л. Ахмадзаде; А. Абішов

doi:10.15330/pcss.24.3.584-588

Автор(и)

С. Маммадов Інститут радіаційних проблем, Міністерство освіти і науки; Баку, Азербайджан
М. Гурбанов Інститут радіаційних проблем, Міністерство освіти і науки; Баку, Азербайджан
Л. Ахмадзаде Інститут радіаційних проблем, Міністерство освіти і науки; Баку, Азербайджан
А. Абішов Інститут радіаційних проблем, Міністерство освіти і науки; Баку, Азербайджан

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.24.3.584-588

Ключові слова:

енергія активації, частотний фактор, GlowFit, нано α-оксид алюмінію, термолюмінесценція

Анотація

Дане дослідження спрямоване на вивчення властивостей термолюмінесценції (ТЛ) нанорозмірного оксиду алюмінію та включає взаємозв’язок між інтенсивністю ТЛ та поглиненою дозою, ідентифікацію окремих піків люмінесценції та визначення параметрів пастки для використання як можливого дозиметра. Зразки опромінювали 60Co дозами від 530 до 2646 Гр. Результати показують, що мікророзмірний α-Al₂O₃ мав головний дозиметричний пік при Tm = 435 К, тоді як зразки нано-α-Al₂O₃ із розміром частинок 40 і 50 нм демонстрували криву світіння ТЛ, причому основний дозиметричний пік знаходився в області низьких температур і харакетризувався складною структурою при більш високих температурах (понад 500 К). На первинний дозиметричний пік впливав розмір наночастинок, з максимумом 460 К для зразка 40 нм і 467 К для зразка 50 нм. Суперпозиція двох піків описує спестережуваний дозиметричний пік.

Посилання

M. A. Jowhari, S. A. Farha Al-Said, A. Abuhoza, and H. Donya, Dosimetric studies of pure and Ag-doped alumina as nanodosimeter for high gamma radiation doses, Mater. Today Proc., 65, 2615 (2022); https://doi.org/10.1016/J.MATPR.2022.04.879.

N. S. B. Saharin, N. E. Ahmad, H. A. Tajuddin, and A. R. Tamuri, Thermoluminescence properties of aluminium oxide doped strontium, lithium and germanium prepared by combustion synthesis method, EPJ Web Conf., 156, (2017); https://doi.org/10.1051/epjconf/201715600001.

E. G. Yukihara et al., The effects of deep trap population on the thermoluminescence of Al2O3:C, Radiat. Meas., 37(6), 627 (2003); https://doi.org/10.1016/S1350-4487(03)00077-5.

M. Osvay and T. Biró, Aluminium oxide in TL dosimetry, Nucl. Instruments Methods, 175(1), 60 (1980); https://doi.org/10.1016/0029-554X(80)90253-0.

V. S. Kortov, A. Orozbek Uulu, and I. A. Vainshtein, Characteristic features of thermoluminescence kinetics in dosimetric aluminum oxide crystals, J. Appl. Spectrosc., 73(2), 206 (2006), https://doi.org/10.1007/s10812-006-0059-3.

N. S. Saharin, H. Wagiran, and A. R. Tamuri, Thermoluminescence Characteristics of Aluminium Oxide Doped Carbon Exposed to Cobalt-60 Gamma Radiation, Adv. Mater. Res., 1107, 553 (2015); https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.1107.553.

A. J. J. Bos, High sensitivity thermoluminescence dosimetry, Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sect. B Beam Interact. with Mater. Atoms, 184(1–2), 3 (2001); https://doi.org/10.1016/S0168-583X(01)00717-0.

M. Puchalska and P. Bilski, GlowFit-a new tool for thermoluminescence glow-curve deconvolution, Radiat. Meas., 41(6), 659 (2006); https://doi.org/ 10.1016/j.radmeas.2006.03.008.

A. Delgado and J. M. Gómez Ros, Computerised glow curve analysis: A tool for routine thermoluminescence dosimetry, Radiat. Prot. Dosimetry, 96(1–3), 127 (2001), https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.rpd.a006568.

V. Correcher, J. Garcia-Guinea, R. Gonzalez-Martin, E. Crespo-Feo, and D. Jimenez-Cordero, Study of aluminium oxide from high-alumina refractory ceramics by thermoluminescence, Bull. Mater. Sci., 31( 6), 891 (2008); https://doi.org/10.1007/s12034-008-0142-x.

J. Garcia-Guinea, V. Correcher, J. Rubio, and F. J. Valle-Fuentes, Effects of preheating on diaspore: Modifications in colour centres, structure and light emission, J. Phys. Chem. Solids, 66(7), 1220 (2005), https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2005.04.001.

V. Correcher, J. Garcia-Guinea, and F. J. Valle-Fuentes, Recent results on the thermoluminescence properties of diaspore, Geophys. Res. Lett., 30(18), 5 (2003); https://doi.org/10.1029/2003GL018028.

M. G. Rodriguez, G. Denis, M. S. Akselrod, T. H. Underwood, and E. G. Yukihara, Thermoluminescence, optically stimulated luminescence and radioluminescence properties of Al2O3:C,Mg, Radiat. Meas., 46(12), 1469 (2011); https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2011.04.026.

D. R. Mishra et al., Luminescence properties of α - Al2O3:C crystal with intense low temperature TL peak, Radiat. Meas., 42(2), 170 (2007); https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2006.06.007.

A. El-Taher, H. T. Mahdy, and J. H. AlZahrani, Determination of Thermoluminescence Kinetic Parameters of Bauxite by Computer Glow Curve Deconvolution Method (CGCD), Life Sci. Journal, 10(2), 1475 (2013).

J. Garcia-Guinea, J. Rubio, V. Correcher, and F. J. Valle-Fuentes, Luminescence of α-Al2O3 and α-AlOOH natural mixtures, Radiat. Meas., 33 (5), 653 (200); https://doi.org/10.1016/S1350-4487(01)00078-6.

N. Salah, Z. H. Khan, and S. S. Habib, Nanoparticles of Al2O3:Cr as a sensitive thermoluminescent material for high exposures of gamma rays irradiations, Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sect. B Beam Interact. with Mater. Atoms, 269(4), 401 (2011); https://doi.org/10.1016/j.nimb.2010.12.054.

G. Molnár et al., Thermally Stimulated Luminescence and Exoelectron Emission Mechanism of the 430 K (D’) Dosimetric Peak of a-Al2O3, Radiat. Prot. Dosimetry, 84(1–4), 253 (1999); https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.rpd.a032731.

M. Zahedifar, L. Eshraghi, and E. Sadeghi, Thermoluminescence kinetics analysis of α-Al2O3:C at different dose levels and populations of trapping states and a model for its dose response, Radiat. Meas., 47(10), 957 (2012); https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2012.07.018.

N. Salah, P. D. Sahare, S. P. Lochab, and P. Kumar, TL and PL studies on : Dy nanoparticles, Radiat. Meas., 41(1), 40 (2006); https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2005.07.026.

A. I. Surdo, R. M. Abashev, I. I. Milman, and E. V. Moiseykin, Accumulation features and TL of TLD-500 detectors in a wide temperature range at pulsed and continuous high-dose irradiation, Radiat. Meas., 90, 192 (2016); https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2015.12.027.

R. Chen, V. Pagonis, and J. L. Lawless, Evaluated thermoluminescence trapping parameters–What do they really mean?, Radiat. Meas., 91, 21 (2016); https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2016.04.006.

G. Molnár et al., Thermally Stimulated Luminescence and Exoelectron Emission Mechanism of the 430 K (D’) Dosimetric Peak of a-Al2O3, Radiat. Prot. Dosimetry, 84(1–4), 253 (1999); https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.rpd.a032731.

E. G. Yukihara, V. H. Whitley, S. W. S. McKeever, A. E. Akselrod, and M. S. Akselrod, Effect of high-dose irradiation on the optically stimulated luminescence of Al2O3:C, Radiat. Meas., 38(3), 317 (2004); vhttps://doi.org/10.1016/j.radmeas.2004.01.033.