Disporsiyum Katkılı Çinko Borat Fosforların Dozimetrik Özellikleri

Yıl 2018, Cilt: 18 Sayı: 1, 67 - 74, 30.04.2018

Nil Küçük , Damla Yaman

Öz

Disporsiyum katkılı çinko borat (ZnB2O4:Dy) fosforlar, nitrik asit yöntemiyle sentezlenmiştir. Hazırlanan toz örnekler, X-ışını kırınım tekniği (XRD) ile karakterize edilmiştir. Toz örneklerin beta radyasyon dozuna bağlılığı termolüminesans (TL) tekniğiyle araştırılmıştır. Toz örneklerin doz-cevap eğrileri, 143 mGy-60 Gy beta doz aralığında incelenmiştir. Toz örneklerin beta radyasyon dozuna cevapları ve minimum dedekte edilebilir doz (MDD) değerleri belirlenmiştir. Beta radyasyonuna karşı ZnB2O4:Dy toz örneklerinin TL-doz cevapları, oldukça lineer bir cevap göstermiştir. %1, %2, %3, %4, %5 ve %10 Dy-katkılı ZnB2O4 toz örneklerinin MDD değerleri ise, sırasıyla 77, 75, 41, 93, 74 ve 162 mGy olarak belirlenmiştir. ZnB2O4:0,05Dy fosforunun TL ışıma eğrileri, farklı ısıtma hızlarında elde edilmiş ve ısıtma hızının artmasıyla TL pik sıcaklığının yüksek sıcaklıklara doğru kaydığı gözlenmiştir. Toz örneklerin lüminesans şiddetlerinin mGy mertebesindeki beta radyasyon dozları için kullanılabilme olasılığının olduğu gösterilmiştir. Deney sonuçları, ZnB2O4:Dy toz örneklerinin radyasyon dozimetrisinde beta radyasyonu için termolüminesans dozimetre malzemeleri olarak potansiyel bir kullanıma sahip olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Termolüminesans, Disporsiyum, Çinko borat, Beta radyasyonu, Nadir toprak elementleri.

Kaynakça

• Annalakshmi, O., Jose, M.T., Madhusoodanan, U., Subramanian, J., Venkatraman, B., Amarendra, G., Mandal, A.B., 2014. Thermoluminescence dosimetric characteristics of thulium doped ZnB2O4 phosphor. Journal of Luminescence, 146, 295–301.
• Annalakshmi, O., Jose, M.T., Venkatraman, B., 2016. Dosimetric characteristics of manganese doped lithium triborate thermoluminescent material. Journal of Luminescence, 179, 241–247.
• Furetta, C. and Weng, P.S., 1998. Operational Thermoluminescence Dosimetry. World Scientific, Singapore, 252.
• Furetta, C., Prokic, M., Salamona, R. and Kitis, G., 2000. Dosimetric characterisation of a new production of MgB4O7: Dy, Na thermoluminescent material. Applied Radiation and Isotopes, 52, 243–250.
• Furetta, C., 2010. Handbook of Thermoluminescence World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 229.
• Haghiri, M.E., Saion, E., Abdullah, W.S.W., Soltani, N., Hashim, M., Navasery, M., Shafaei, M.A., 2013. Thermoluminescence studies of manganese doped calcium tetraborate (CaB4O7:Mn) nanocrystal synthesized by co-precipitation method. Radiation Physics and Chemistry, 90, 1–5.
• Harvey, J.A., Kearfott, K.J. and Rafique, M., 2015. Dose response linearity and practical factors influencing minimum detectable dose for various thermoluminescent detector types. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 303, 3, 1711–1718.
• Hirning, C.R., 1992. Detection and determination limits for thermoluminescence dosimetry. Health Physics, 62, 223–227.
• Kayhan, M., 2009. Effect of synthesis and doping methods on thermoluminescence glow curves of manganese doped lithium tetraborate. M.S. Thesis, Middle East Technical University, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Department of Chemistry, Ankara, 59.
• Kitis, G., Spiropulu, M., Papadopoulos, J., Charalambous, S., 1993. Heating rate effects on the TL glow-peaks of three thermoluminescent phosphors. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B, 73, 367–372.
• Kucuk, N., Manohara, S.R., Hanagodimath, S.M. and Gerward, L., 2013. Modeling of gamma ray energy-absorption buildup factors for thermoluminescent dosimetric materials using multilayer perceptron neural network: A comparative study. Radiation Physics and Chemistry, 86, 10–22.
• Kucuk, N., Kucuk, I., Cakir, M. and Keles, S.K., 2013. Synthesis, thermoluminescence and dosimetric properties of La-doped zinc borates. Journal of Luminescence, 139, 84–90.
• Kumar, M., Chourasiya, G., Bhatt, B.C., Sunta, C.M., 2010. Dependence of peak height of glow curves on heating rate in thermoluminescence. Journal of Luminescence, 130, 1216–1220.
• Li, J., Zhang, C.X., Tang, Q., Zhang, Y.L., Hao, J.Q., Su, Q., Wang, S.B., 2007. Synthesis, photoluminescence, thermoluminescence and dosimetry properties of novel phosphor Zn(BO2)2:Tb. Journal of Physics and Chemistry of Solids, 68, 143–147.
• McKeever, S.W.S., 1988. Thermoluminescence of Solids. Cambridge University Press, 376.
• Pekpak, E., Yılmaz, A. and Özbayoglu, G., 2010. An Overview on preparation and TL characterization of lithium borates for dosimetric use. The Open Mineral Processing Journal, 3, 14–24.
• Piesch, E. and Burgkhardt, B., 1984. Environmental monitoring European interlaboratory test programme for integrating dosemeter systems. Commission of the European Communities, Luxemburg, EUR 8932.
• Pradhan, A.S., 2002. Effect of heating rate on the responses of CaF2:Cu, CaF2:Tm, CaF2:Dy and CaF2:Mn. Radiation Protection Dosimetry, 100, 1–4, 289–292.
• Prokic, M., 2001. Lithium borate solid TL detectors. Radiation Measurements, 33, 4, 393–396.
• Risø DTU, 2008. Guide to “The Risø TL/OSL Reader”, Risø National Laboratory for Sustainable Energy, Technical University of Denmark.
• Yaman, D., 2017. Disporsiyum katkılı çinko borat fosforların termolüminesans yöntemi kullanılarak dozimetrik özelliklerinin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa, 72.
• Zou, X. and Toratani, H., 1995. Evaluation of spectroscopic properties of Yb3+-doped glasses. Physical Review B, 52, 15889–15897.