Investigation of dosimetric and thermoluminescence properties of CaSO4:Dy (TLD-900) and synthetic quartz crystals

Abstract

ÖZET SENTETİK KUVARS VE CaS04 :Dy (TLD-900) KRİSTALLERİNİN DOZİMETRİK VE TERMOLUMİNESANS ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ KAFADAR Emir Vural Yüksek Lisans Tezi Gaziantep Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü Tez Danışmanı: Doç. Dr Zihni ÖZTÜRK Temmuz 2004, 53 sayfa Fluka firması tarafından üretilen ve asitle yıkanmış sentetik kuvars kristalinin 0.02 Gy ile 2.5 kGy arasında beta işim ile ışınlandıktan sonra, termal ışıldama eğrileri ve bu eğrileri oluşturan ışıldama tepeciklerinin kinetik parametreleri (kinetik derecesi b, aktivasyon enerjisi Ea ve frekans faktörü s), Doz Ekleme (AD), Tekrarlanan İlk Yükselme (RIR), Değişken Isıtma Sıcaklığı Oram (VHR) ve Bilgisayar ile Işıldama Eğrisi Ayrışımı (CGCD) mötodlan kullanılarak bulunmuştur. AD ve CGCD metodlan bu materyaPin iç içe geçmiş en az yedi adet birinci dereceden ışıldama tepeciğinden oluştuğunu göstermiştir ve bu tepecikler oda sıcaklığı ile 500 °C arasında P1-P7 olarak belirtilmiştir. Kinetik parametre sonuçlan uygulanan metodlara göre değişiklikler göstermektedir. Radyasyon dozimetresinde ve arkeolojik yaş tayinlerinde oldukça kullanışlı olan doz tepkisi eğrisi ve zaman ile sönüm işlemi bu materyal' in her bir tepesi için ayrı ayrı incelenmiştir. Bütün tepeciklerin doz tepkisi aynı modeldedir, öncelikle uygulanan doz miktarı ile çizgisel olarak artar ve ardından farklı dozlarda doyuma ulaşırlar. Birinci ve ikinci ışıldama tepecikleri karanlık bir ortamda bir ay bekletildikten sonra tamamen söndüğü gözlemlenmiştir. Dördüncü, beşinci, altıncı ve yedinci ışıldama tepecikleri bu süreçten etkilenmezken üçüncü tepeciğin şiddeti orjinal değerinin % 27 sine düşmektedir. Bu çalışmada aynı zamanda CaSÛ4 : Dy un ışıldama eğrileri dozekleme metodu kullanılarak çalışılmıştır. Yapılan deneyler sonrasında bu materyalin iç içe geçmiş birinci dereceden 6 tane ışıldama tepeciğine sahip olduğu gözlenmiştir. Anahtar kelimeler: termoluminesans, termoluminesans dozimetre,,TLD, kinetik parametreler, tuzak parametreleri, CaSO^Dy, APSQ, TLD-900. vı

ABSTRACT INVESTIGATION OF DOSIMETRIC AND THERMOLUMINESCENCE PROPERTIES OF CaS04:Dy (TLD-900) AND SYNTHETIC QUARTZ CRYSTALS KAFADAR Emir Vural M. SC, in P.E. University of Gaziantep Supervisor: Assoc.Prof. Dr. Zihni ÖZTÜRK July 2004, 53 pages The additive dose (AD), Tm(E^-Tstop, repeated initial rise (RIR), variable heating rate (VHR) and computerized glow curve deconvolution (CGCD) methods were used to determine the number of peaks and kinetic parameters (kinetic orders b, activation energy E& and attempt-to-escape frequency s) associated with the TL glow peaks in unannealed acid purified synthetic quartz (APSQ) produced by the Fluka company after beta-irradiation between the dose level 0.02 Gy and 2.5 kGy. The Ea- Tstop and CGCD methods were indicated that the glow curve of this material is the superposition of at least seven first-order components, which were referred to as Pl- P7, in the temperature range between room temperature and 500 °C. The results have indicated that kinetic parameters vary fairly from method to method. The dose responses and fading process, which are very useful in radiation dosimetry and archeological dating, of individual TL peaks of this material were also examined. The dose responses of all peaks have similar pattern, first they follow strong linearity and then saturate at different dose levels. The peaks 1 and 2 were completely mdisappeared after one month storage in the dark room at room temperature. On the other hand, the intensity of peak 3 was reduced to 27% of its original value whereas the other peaks (P4-P7) were not sufficiently affected during this period. Additionaly, the glow curve structure of CaSC>4 was studied by AD method and it was observed that its glow curve is the superposition of six firs order glow peaks. Keywords: thermoluminescence, thermoluminescent dosimetry, TLD, kinetic parameters, trapping parameters, CaSO^Dy, APSQ, TLD- 900. IV