Izberite jezik:English Slovenski
 
F2
homeF-2 / Organizacija / Meritve ionizirajočega sevanja / TLD - Laboratorij za termoluminiscenčno dozimetrijo
Podrobneje
Natisni stran 

Ionizirajoče sevanje v snovi povzroči spremembe fizikalnih (spremenijo se optične, električne in tudi strukturne lastnosti, pride do ionizacije atomov) in kemijskih lastnosti (nastanek radikalov, sprememba reaktivnosti in s tem kemične stabilnosti) snovi. V idealni kristalni mreži brez atomov primesi so energijski nivoji elektronov razdeljeni samo na valenčni in prevodni pas, med katerima je prepovedani pas širine okoli 1 eV. Če ionizirajoče sevanje izbije elektron iz valenčnega v prevodni pas - v valenčnem pasu nastane vrzel, se elektron z vrzeljo rekombinira, pri tem pa se izseva foton (običajno vidne svetlobe). Temu pojavu pravimo luminiscenca. Če je čas rekombinacije elektrona z vrzeljo kratek (manj kot sekunda), govorimo o fluorescenci, če je čas rekombinacije dolg (več kot sekunda oziroma ko rekombinacija še vedno poteka, čeprav je ionizirajoče sevanje že prenehalo delovati), pa o fosforescenci.

V kristalni mreži, kjer so prisotni tudi atomi primesi, se med valenčnim in prevodnim pasom pojavi še eden ali več dodatnih energijskih nivojev atomov primesi. Služijo kot pasti za elektrone, ki jih ionizirajoče sevanje fotonov izbije iz valenčnega v prevodni pas. Energijska razlika med pastjo za elektrone in prevodnim pasom je običajno manjša kot 0,1 eV. Ko fotoni izbijejo elektrone iz valenčnega v prevodni pas, se del elektronov rekombinira, del pa se jih ujame v elektronske pasti. Delež ujetih elektronov je sorazmeren številu prvotno izbitih elektronov. Ko se ujeti elektroni termično (ali na kak drug način, npr. optično) vzbudijo nazaj v prevodni pas, se del elektronov rekombinira, pri čemer se pri vsaki rekombinaciji izseva foton (običajno vidne svetlobe). Pojavu, da snov pri termičnem segrevanju seva svetlobo, pravimo termoluminiscenca. Do tega pojava pride v mnogih naravnih materialih (npr. celo pri diamantu), v praksi pa se najbolj uporabljajo LiF, CaF2, CaSO4 s primesmi Mn, Ti, Dy [3]. Shema termoluminiscence je prikazana na sliki 2.4.

Število elektronov, izbitih iz valenčnega v prevodni pas, je sorazmerno energiji, ki jo snovi odda ionizirajoče sevanje, oziroma absorbirani dozi. Število izbitih elektronov, ki se ujamejo v elektronske pasti primesi v termoluminiscenčni snovi, je sorazmerno številu vseh izbitih elektronov. Zato je število ujetih elektronov sorazmerno absorbirani dozi.

Ko se ujeti elektroni termično vzbudijo v prevodni pas, se del elektronov rekombinira z vrzelmi v valenčnem pasu, del elektronov pa se ponovno ujame v pasti. Število rekombiniranih elektronov je sorazmerno številu vseh prvotno ujetih elektronov. Na vsako rekombinacijo elektron-vrzel se sprosti en foton, zato je število fotonov sorazmerno številu rekombinacij in s tem številu prvotno ujetih elektronov oz. absorbirani dozi. Integral intenzitete izsevane svetlobe po času je sorazmeren številu fotonov, zato je integral intenzitete izsevane svetlobe po času sorazmeren absorbirani dozi.

Če obsevani TL dozimeter segrevamo v inertni atmosferi (npr. dušikovi), tako da temperatura gretja enakomerno narašča od sobne temperature do maksimalne temperature okrog 300 °C, intenziteta svetlobe, ki jo TL dozimeter izseva, najprej narašča s temperaturo gretja. Intenziteta izsevane svetlobe doseže pri neki vmesni temperaturi svoj maksimum, nato pa prične intenziteta pojemati. Če intenziteto izsevane svetlobe merimo s fotopomnoževalko ter meritve prikažemo na grafu, tako da na os X nanašamo čas meritve, na os Y pa intenziteto svetlobe, dobimo žarilno krivuljo. Z ustrezno obdelavo žarilne krivulje lahko izračunamo absorbirano dozo.

 

Splošno
Podrobneje
Kaj je sevanje?