Determination of the kinetic parameters of CaF2:Dy crystal by thermoluminescence mehods

Abstract

Son yıllarda termolüminesansın kullanım alanı hızlı bir şekilde genişlemiştir, özellikle çevresel ve kişisel dozimetrik uygulamalarda düşük atom numaralı fosforların kullanılması tercih edilmektedir. Çünkü yüksek değerlikli enerjilere karşı düşük atom numaralı fosforların davranışları önemli derecede sabit kalabilmektedir ( düşük enerjili %-Tay'den yüksek enerjili y-ray'e kadar).Ticari amaçlı düşük atom numaralı fosforlardan biriside TLD-200 (CaF2:Dy) dozimetredir. CaF2:Dy dozimetresinin ısı eğrisinin kinetik parametreleri hakkında literatürde şu ana kadar hiç bir bilgiye rastlanmamıştır. Bundan dolayı bu tez çalışmasında TLD-200 (CaF2:Dy)dozimetresinin ısı eğrisi ve kinetik parametreleri hakkında detaylı bilgiler elde edilmesine çalışıldı. Çalışmada yeterli yoğunlukta hata ve tuzak merkezleri oluşturmak için. numuneler önce '`Sr-^Y >S-ışın kaynağı ile radyasyondandılar, daha sonra ışıldama eğrilerini elde etmek için ısısal ölçümler yapıldı. Elde edilen ışıldama eğrileri CGCD paket programı, f vsabit ısısal sönümü, pik paylaşım ve ilk yükseliş yöntemi gibi metodlarla analiz edildi. Işınlama sonrası tavlamanın, ısı oranının, doz oranının ve solum zamanının TLD-200 ışıldama eğrisi üzerindeki etkileri detaylı olarak incelendi. Sonuçlar şunu göstermektedir ki; yapılan bütün işlemler ışıldama eğrileri ve kinetik parametreleri üzerinde önemli değişikliklere yol açmaktadır. Bu çalışmanın önemli sonuçlarından biride tepe 6'nın kinetik mertebesinin l.SS ile 1.6 arasında olduğunun tespit edilmesidir. Ayrıca diğer tepelerin kinetik mertebelerinin birinci derecede olduğu belirlenmiştir. Bu çalışma TLD-200 dozimetresinin termolüminesans özellikleri hakkında daha önce sunulmamış önemli sonuçlar üretmiştir. Anahtar Kelimeler : Isı ışıması, CaF2:Dy, TLD-200, Kinetik Parametreler.

The field of thermoluminescence dosimetry has rapidly expanded during recent years. Especially in environmental and personnel monitoring applications the use of phosphors with low atomic numbers is to be recommended because their responses remain essentially constant through a large spectrum of energies ( from low- energy x-rays to high-energy y-rays). One of the commercial low-atomic number phosphors is CaF2:Dy. Up to now no information has been found on the kinetic parameters of glow curve of CaF2:Dy (TLD-200) dosimeter in literature. Therefore, this study was undertaken to provide detailed information about the glow curve and kinetic parameters of CaF2:Dy phosphor. In the course of this study, samples were first irradiated with '`Sr-^Y fi-isy source to produce sufficient concentration of defect centers or traps and then thermoluminescence measurements were made to obtain the glow curves. The obtained glow curves were then analyzed by CGCD computer package and other methods such as isothermal decay, peak shape t iiiand initial rise methods. The effects of post-annealing heating rate, dose rate and fading on the glow curve of TLD-200 crystal and its kinetic parameters are widely investigated; The results show that all these processes have great influences on the glow curves and kinetic parameters. One of the important findings of this work was the determination of the kinetic order of peak VI, which was found to be between 1.55 and 1.6. Other peaks were found to obey the first order kinetic. This study has produced significant results about thermoluminescence properties of TLD-200 (CaF2:Dy) dosimeter, that were not reported previously. Key Words : Thermoluminescence, CaF2:Dy, TLD-200, Kinetic Parameters.