BeO OSL dozimetresi: sentezlenmesi ve lüminesans mekanizmaları.

TEZ12178Tez (Yüksek Lisans) -- Çukurova Üniversitesi, Adana, 2016.Kaynakça (s. 115-123) var.XV, 125 s. :_res. (bzs. rnk.), tablo ;_29 cm.Optiksel Uyarmalı Lüminesans (OSL) ışınlanmış bir yalıtkandan ya da geniş bant aralıklı yarı iletkenden uyarım için ışık kullanarak ışık yayılımının yapılmasıdır. OSL sinyalleri ölçülebilmektadir ve radyasyon dozu hakkında bilgi verirler. Seramik çipler şeklindeki Berilyum Oksit (BeO) OSL dozimetreleri yıllardır iyi bilinmektedirler. Ancak, kimyasal, yapısal ve termolüminesans (TL) özellikleri haricinde şimdiye kadar sentezlenmiş BeO nano-fosforlarının OSL özellikleriyle ilgili hiç bir çalışma rapor edilmemiştir. Bu amaçla, radyasyon ölçümlerinde malzemenin kullanımını arttırmak için bu çalışmada BeO nano parçacıkları sol-jel, poliakrilamid-jel ve çöktürme metotları kullanılarak sentezlenmiş ve bazı fosforlar (Alüminyum ve Kalsiyum) katkılanmıştır. Üretilen malzemelerin kristal fazlarını belirlemek için X-Işını Difraktometresi analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, morfolojik yüzey analizleri Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM) kullanılarak sentezlenen malzemelerin morfolojisini ve parçacık boyutlarını incelemek için yapılmıştır. Diğer yandan, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektrofotometre (FT-IR) analizleri her örnek için üretilen fazların fonksiyonel gruplarının titreşimsel modlarını gözlemlemek için gerçekleştirilmiştir. Buna ilave olarak, Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) ve Termogravimetrik (TG) analizleri sıcaklık ölçümlerinde malzemenin içerisinde veya yüzeyinde gerçekleşen fiziksel ve kimyasal değişmeleri incelemek için kullanılmıştır. Bu çalışmada, katkılı ve katkısız BeO peletlerinin OSL ölçümleri “Risø TL/OSL okuyucu (Model TL/OSL-DA-20)” ile yapılmıştır. BeO pelletleri okuyucu içerisinde bulunan 90Sr / 90Y beta kaynağı ile ışınlamıştır. Her malzeme için OSL bozunum eğrileri gösterilmiş ve bu eğrilerin analizleri kullanılarak her dozimetrik malzemenin doz cevap, fading (solma), yeniden kullanılabilirlik ve tekrar tekrar okunabilirlik özellikleri belirlenmiştir. Diğer yandan, OSL sisteminin ölçebileceği minimum doz değerleri (MDD) her malzeme için hesaplanmıştır. OSL ve TL sinyalleri arasındaki ilişkiyi gözlemlemek için, malzemelerin TL sinyalleri ve OSL ölçümünün TL sinyalleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Işığa hassas TL piklerinin ve OSL sinyallerinin termal aktivasyon enerjileri hesaplanmış olup, sonuçlar kendi aralarında karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak bu çalışmalar katkılı ve katkısız BeO peletlerinin yaygın olarak kullanılan seramik cipler (Thermalox 995) gibi üstün dozimetrik özelliklere sahip olduğu kanıtlanmış ve gelecekte bu malzemenin dozimetrik amaçlarla yaygın olarak kullanımı ve geliştirilmesi için literatüre ışık tutmuştur.Optically Stimulated Luminescence (OSL) is the luminescence observed during illumination of irradiated insulator or a wide band gap semiconductor. The OSL signals are measurable and informative about radiation dose. Beryllium Oxide (BeO) OSL dosimeters as ceramic chips have been well-known for many years. However, excluding the chemical, structural and thermoluminescence (TL) properties, until now, no work has been reported based on OSL properties of synthesized BeO nanophosphors in the literature. For this purpose, in order to promote the usage of the material in radiation measurements, in this study, BeO nanoparticles were synthesized and doped with some phosphors (Alumina and Calcium) by using sol-gel, polyacrylamide-gel and precipitation methods. In order to determine the crystalline phases of the produced materials, X-Ray Diffractometer analysis were performed. Additionally, surface morphological analysis were done by using Scanning Electron Microscope (SEM) to investigate the morphology and the particle size of the synthesized materials. On the other hand, Fourier Transform Infrared Spectrometer (FT-IR) analysis were carried out for all samples to observe the vibrational modes of functional groups of the produced phases. Furthermore, Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermogravimetric (TG) Analysis were used for investigation the chemical and physical changes in/on material during temperature measurement. In this thesis, OSL measurements of undoped and doped BeO pellets were made using a “Risø TL/OSL reader (Model TL/OSL-DA-20)”. The BeO pellets were irradiated with a beta source of 90Sr / 90Y mounted in the reader. The OSL decay curves for each material were demonstrated and analyzed for determining the OSL characteristics of dose response, fading, reusability and multireadability properties of BeO ceramic pellets studied. On the other hand, the minimum detectable dose (MDD) values of an OSL system for each material were calculated. In order to observe a relation between OSL and TL signals, TL signals and the effect of OSL measurements on TL signals were investigated. Thermal activation energies of the light sensitive TL peaks and the OSL signals were also calculated using various heating rate method and the results were compared with each other. As a result, these studies proved that the dosimetric properties of both undoped and doped BeO pellets to be distinguishable like well-known and commonly used ceramic chips (Thermalox 995) and shed light on the present literature to use extensively and develop this material for usage in dosimetry in the future