نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
گروه فیزیک هسته‌ای، دانشکده فیزیک، دانشگاه کاشان، صندوق پستی: 53153-87317، کاشان- ایران
چکیده
رابطه‌ی شدت ترمولومینسانس براساس مدل سینتیک مرتبه‌ی اول بدون در نظرگرفتن اثر فروکشی دمایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این در حالی است که اثر فروکشی دمایی به عنوان یک واقعیت فیزیکی باید در روابط بیان‌کننده‌ی شدت ترمولومینسانس مورد توجه قرار گیرد. در این کار با در نظر گرفتن اثر فروکشی دمایی برای مدل سینتیک مرتبه‌ی اول، تابع جداسازی منحنی تابش ترمولومینسانس جدیدی برحسب شدت و دمای قله به دست آمد. به نحوی که تابع جدید با حذف مشخصه‌های فروکشی دمایی، به همان رابطه‌ی قبلی خود تبدیل می‌شود. که در این کار منحنی تابش ترمولومینسانس دزیمتر (400TLD-) :Mn2CaF مورد توجه و بررسی قرار گرفت. با توجه به این‌که رابطه‌ی شدت ترمولومینسانس طبق مدل جدید با مدل قبلی متفاوت است، مشاهده شد که مشخصه‌های سینتیک حاصل از برازش منحنی‌های تابش ترمولومینسانس تجربی با مدل جدید و مدل قبلی آن که بدون در نظر گرفتن اثر فروکشی دمایی است، یکسان نیست. از آن‌جایی که در مدل جدید اثر فروکشی دمایی به عنوان یک واقعیت فیزیکی وارد شده است، می‌توان گفت که مشخصه‌های سینتیکی که طبق مدل جدید به دست آمده، دقیق‌تر و به واقعیت نزدیک‌تر است.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
New first order model of thermoluminescence as a function of peak temperature and intensity considering thermal quenching effect
نویسندگان [English]
- S. Harooni
- S. Taheri- Hasanabad
Department of Nuclear Physics, Faculty of Physics, University of Kashan, P.O.Box: 87317-53153, Kashan – Iran
چکیده [English]
The thermal quenching effect has not been considered in current research on the first-order kinetics of thermoluminescence. In contrast, thermal quenching as a reality should be contained in theoretical models. In this work, a new fitting function of the thermoluminescence glow curve in terms of peak temperature and intensity is obtained by considering the thermal quenching effect for the first-order kinetics model. The new function reduces to the known first-order fit function by removing thermal quenching parameters. The obtained function was applied to the glow curve of the CaF2:Mn (TLD-400) dosimeter. Since the new model differs from the known first-order fit function, different kinetic parameters extract as the result of the fitting procedure. As the new model involves the thermal quenching effect as a physical entity, the kinetic parameters obtained from the presented model are more accurate and realistic.
کلیدواژه‌ها [English]
- Thermoluminescence
- First order of kinetics
- Heating rate
- Thermal quenching
- Kinetic parameters
- CaF2:Mn (TLD-400)
- V.E. Kafadar, Thermal quenching of thermoluminescence in TLD-200, TLD-300 and TLD-400 after β-irradiation, Physica, B. 406(3), 537-540 (2011).
- S.G. Gorbics, A.E. Nash, F.H. Attix, Thermal quenching of luminescence in six thermoluminescent dosimetry phosphors II: Quenching of Thermoluminescence, Int. J. Appl. Radiat. Isotops, 20(12), 843-846 (1969).
- A. Kadari, D. Kadri, New numerical model for thermal quenching mechanism in quartz based on two-stage thermal stimulation of thermoluminescence model, Arab. J. Chem., 8(6), 798-802 (2015).
- B. Subedi, et al, Thermal quenching of thermoluminescence in quartz samples of various origin, Nucl. Instr. and meth., B, 269(6), 572-581 (2011).
- S. Harooni, M. Zahedifar, Z. Ahmadian, Determination of thermal quenching parameters of TLD-100 dosimeter, Iran. J. Radiat. Safety and Meas., 5(1), 29-34 (2017) (In Persian).
- S. Harooni, et al, A new thermoluminescence general order glow curve fit function considering thermal quenching effect, Radiat. Prot. Dosim., 187(2), 103-107 (2019).
- M.S. Akselrod, et al, Thermal quenching of F-center luminescence in Al2O3:C, J. Appl. Phys., 84(6), 3364-3373 (1998).
- J.T. Randall, M.H.F. Wilkins, Phosphorescence and electron traps: I. the study of trap distribution, Proc. Roy. Soc. London A, 184(999), 365-389 (1945).
- C.E. May, J.A. Partridge, Thermoluminescence kinetics of alpha irradiated alkali halides, J. Chem. Phys., 40(5), 1401-1415 (1964).
- R. Chen, S.W.S. McKeever, Theory of thermoluminescence and related phenomena, World Scientific, 44 (1997).
- G. Kitis, J.M. Gomez-Ros, J.W.N. Tuyn, Thermoluminescence glow curve deconvolution function for first, second and general orders of kinetics, J. phys. D. Appl. phys., 31(19), 2636-2641 (1998).
- B. Subedi, G. Kitis, V. Pagonis, Simulation of the influence of thermal quenching on the thermoluminescence glow-peaks, Phys. Status Solidi A, 207(5), 1216-1226 (2010).
- A.N. Yazici, M. Bedir, A.S. Sokucu, The analysis of dosimetric thermoluminescence glow peak of CaF2:Mn after β-irradiation, Nucl. Instr. and meth. B, 259(2), 955-965 (2007).
- H.G. Balian, N.W. Eddy, Figure of merit (FOM), and improved criterion over the normalized chi-squared test for assessing goodness of fit of gamma ray spectra peaks, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., 145(2), 389-395 (1977).
- S. Harooni, et al, Determination of thermal quenching parameters in CaF2: Mn(TLD-400) thermoluminescent dosimeter, J. Nucl. Sci. Technol., 41(3), 130-134 (2020) (In Persian).
)