α-Al2O3:C单晶β辐射热释光光释光特性研究

"α-Al_2O_3:C单晶的β辐射热释光与光释光性能研究" 本文主要探讨了α-Al2O3:C单晶在β射线辐射下的热释光（Thermoluminescence, TL）和光释光（Optically stimulated luminescence, OSL）特性。α-Al2O3:C单晶是一种重要的辐射探测材料，因其优良的光学和辐射敏感性质。在实验中，研究人员采用导模法（EFG）生长了高纯度的α-Al2O3:C单晶，并以高纯碳粉作为碳源。 经过低剂量β射线照射后，α-Al2O3:C单晶显示出三个显著的热释光峰，分别位于350 K、540 K和689 K。其中，540 K附近的峰为主要热释光峰，而689 K处出现的新峰表明晶体中可能存在新的陷阱能级。随着β射线吸收剂量的增加，这些热释光峰的发光强度增强，但它们的位置基本保持不变，这显示了材料的稳定性和一致性。 在多次连续同剂量的β射线辐照下，主热释光峰的强度增强且峰位向更高温度方向移动。这一现象暗示了晶体结构可能因辐射损伤而发生微小变化，导致能级深度的调整。此外，α-Al2O3:C单晶的光释光衰减曲线呈现指数衰减，由快速衰减和慢速衰减两部分组成。快速衰减部分对吸收剂量的增大的响应变化不大，而慢速衰减部分的衰减速率则显著降低，这反映了材料内部能量释放的复杂动态。 在低剂量范围（低于10 Gy）内，热释光和光释光过程的灵敏度对吸收剂量的变化不敏感，剂量响应曲线保持线性关系，这使得α-Al2O3:C单晶成为潜在的剂量计量材料，特别是在放射剂量测量和核能安全领域具有广泛应用价值。 该研究深入揭示了α-Al2O3:C单晶在β辐射下的热释光和光释光特性，为进一步优化这种材料的辐射探测性能提供了理论基础，同时也对放射剂量的准确测量提供了科学依据。随着原子能应用的普及，这类材料的研究对于保障核能安全和环境监测具有重要意义。