[發明專利]一種熱釋光探測材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010125365.2
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111333422A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 姜建中;范慶英;王戎;呂芳;王威;邱少卿;任航
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防工程研究院;紫生高科（北京）科技有限公司
• 主分類號: C04B35/553
• 分類號: C04B35/553;C04B35/622;C04B35/626
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 史力伏

本發明提供了一種熱釋光探測材料及其制備方法，以重量份計，包括以下重量份原料：氟化鋰90?110重量份；氧化鈣0.2?1.5重量份；氧化鎂0.05?0.12重量份；氧化銅0.02?0.1重量份；五氧化二磷0.06?0.15重量份。本發明制備的熱釋光探測材料，可有效地改善熱釋光探測材料的發光曲線特性，提高熱釋光探測材料在常規測量區間的靈敏度，降低熱釋光探測材料的分散性。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體而言，涉及一種熱釋光探測材料及其制備方法。

背景技術

隨著核能及核技術在軍事、工業、醫療等領域的廣泛應用，各種用途的輻射探測與劑量評價技術應運而生。個人劑量監測及環境劑量監測，對于保障放射工作人員和居民的安全是非常重要的。熱釋光劑量測量技術是應用于個人及環境劑量監測最主要的技術，該技術所使用的探測材料被稱為熱釋光探測器。

熱釋光探測器可用于測量X、γ、β、中子等電離輻射。根據能帶理論，熱釋光探測器受到電離輻射照射時，電離輻射會在熱釋光材料中引起電子和空穴能級占據情況變化和晶格結構變化，即探測器材料以這種方式將吸收的能量儲存起來；當熱釋光探測器被加熱時會以光的形式將所儲存的能量釋放出來，通過測量光信號便可得到探測器所吸收的輻射劑量信息。因而，熱釋光材料也被稱為熱釋光磷光體。

各國的研究人員對熱釋光材料及探測器進行了數十年研究，開發出了多種類型的熱釋光材料，如LiF:Mg,Ti、LiF:Mg,Cu,P、Li₂B₄O₇、CaSO₄:Mn、BeO等。其中，氟化鋰系列是至今為止在熱釋光劑量學領域應用最廣泛的材料。

上世紀四十年代，Daniels等人就開展了LiF的相關研究，但當時人們并未廣泛使用LiF材料。上世紀六十年代，Cameron等人重新開展了LiF的研究，并開發出LiF:Mg,Ti商品，如TLD100、TLD600、TLD700。隨即我國也研制出了LiF:Mg,Ti探測器，如GR100、GR600、GR700。自上世紀七十年代LiF:Mg,Cu,P粉末狀材料出現后，許多國家便開展了對LiF:Mg,Cu,P的研究工作。我國于1982年首先研制出片狀LiF:Mg,Cu,P探測器。與LiF:Mg,Ti探測器相比，LiF:Mg,Cu,P探測器具有高靈敏度、極高的信噪比、好的能量響應特性、寬的劑量測量范圍、簡易的退火程序等優點。LiF:Mg,Cu,P探測器因其良好的劑量學特性而逐漸成為應用最廣泛的熱釋光探測器。

LiF:Mg,Cu,P仍存在一些缺點，例如，它的熱釋光發光曲線仍具有多個發光峰，低溫峰不利于劑量信號的測量。對發光曲線下的面積進行積分可得到與輻射劑量成正比的發光量。發光曲線取決于材料種類、激活劑成分和含量，也與材料中雜質以及制備工藝有關。而且，LiF:Mg,Cu,P的配比及制備工藝也會影響同批次探測器的分散性。因此，對LiF:Mg,Cu,P的配比及制備工藝進行改進，選擇最佳材料成分和工藝條件，可獲得形狀更好的發光曲線，并利于改善同批次探測器的分散性。

因此，如何配比出一種較佳的熱釋光探測材料，使其具備較低的分散性并實現高質量的測量，已成為業內研發型企業及科研單位在熱釋光材料領域廣泛關注的命題。

發明內容

本發明解決的問題是改善熱釋光探測材料的發光曲線特性，提高熱釋光探測材料在常規測量區間的準確性及靈敏度，降低熱釋光探測材料的分散性。

為解決上述問題，本發明提供一種熱釋光探測材料，以重量份計，包括以下重量份原料：氟化鋰90-110重量份；氧化鈣0.2-1.5重量份；氧化鎂0.05-0.12重量份；氧化銅0.02-0.1重量份；五氧化二磷0.06-0.15重量份。

優選的，所述熱釋光探測材料進一步包括一種輔料為水，所述水的比重為90-100重量份。

優選的，所述水優選為去離子水。