Işıldar malzemeler günlük yaşamda aydınlatma ve monitör tüpleri, tıpta tomografi cihazları, dişçilik, güvenlik ve uyarı sistemleri ve dozimetreler

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Işıldar malzemeler günlük yaşamda aydınlatma ve monitör tüpleri, tıpta tomografi cihazları, dişçilik, güvenlik ve uyarı sistemleri ve dozimetreler"

Umut Şener
5 yıl önce
İzleme sayısı:

2 Işıldar malemeler günlük aşamda adınlatma ve monitör tüpleri, tıpta tomografi cihaları, dişçilik, güvenlik ve uarı sistemleri ve doimetreler gibi oldukça geniş ugulama alanlarına sahiptir. Işıldarların diğer bir adı da fosfordur.

3 ermolüminesans Doimetre (LD) Çalışırken vea tedavi esnasında radasona maru kalan kişilerin ne kadar radasona maru kaldıklarının değerlendirilmesinde en etkili araçlardan biri LD lerdir. LD ler ekrar kullanılabilmeleri Lineer olmaları Küçük boutları saesinde kolalıkla kullanılmaları Nedenile film, kalem gibi doimetrelere alternatif olarak kullanılmaa başlanmıştır.

4 Silikat balı LD ler Silikat balı L doimetreler görünür bölgede ışıma aparlar. Haırlama prosedürlerinin kola olması ve kararlılıklarının üksek olması nedenile üerinde oğun olarak çalışılan malemelerdir. Bu çalışmada, Hidrotermal Sente Yöntemi kullanılarak haırlanmış CaZnSi 2 O 6 :Eu malemesi sentelenmiş ve termolüminesans öntemile incelenmiştir.

5 IŞILDARIN HİDROERMAL SENEZ BASAMAKLARI Ca(NO 3 ) 2 ve Zn(NO 3 ) 2 çöeltileri (1/1) H 2 O/HNO 3 karışımında çöünmüş Eu 2 O 3 ve Na 2 SiO 3 9H 2 O çöeltileri Hidrotermal ünitede; 90 C de 12 saat 220 C de 2 gün 800 C de 6 saat Etüvde kurutma Etanol ile ıkama Işıldarın Eldesi Hidrotermal proses genellikle suun mevcudietinde er alan prosesi ifade etmek için kullanılır. Bu metod basınç ve sıcaklık ile morfoloji ve şekil parametrelerinin kontrol edilerek geniş tanecik boutu aralığında to maleme üretiminde kullanılmaktadır. 5

6 Yapılan Çalışmalar X-Işını to kırınımı (XRD) desenlerinin belirlenmesi Fotolüminesans spektrumlarının alınması Kinetik parametrelerinin belirlenmesi 3 Nokta Metodu Bilgisaarla Arıştırma Metodu (CGCD)

7 XRD ANALİZİ Malemenin X-Işını to kırınımı (XRD) desenleri, oda sıcaklığında Bruker AXS cihaı ile (Cu K 1 = o ) belirlenmiştir. Fa saflığı ve karakteriasonu XRD to deseni ile incelenmiş ve WinPow paket programı kullanılarak tüm pikler indislenmiştir. Bileşiğin XRD to deseni bileşiğin CaZnSi 2 O 6 ( ) ve Zn 2 SiO 4 ( ) falarından oluştuğunu göstermektedir.

8 CaZnSi 2 O 6 ve Zn 2 SiO 4 ışıldarının XRD to deseni

9 CaZnSi 2 O 6 ( ) bileşiğinin XRD verileri Kristal sistemi:monoklinik Hücre parametreleri:a=9.805 Å, b=8.977 Å, c=5.249 Å ve = Zn 2 SiO 4 ( ) bileşiğinin XRD verileri Kristal sistemi:rombohedral Hücre parametreleri:a=13.94 Å, c=9.315 Å.

10 305 nm 329 nm 595 nm 614 nm 640 nm 730 nm Siddet (a.u.) FOOLÜMİNESANS ÖLÇÜMLERİ Malemenin uarılma ve ışıma karakteristiklerinin belirlenebilmesi için fotolüminesans ölçümleri alınmıştır nm 522 nm Uarma Spektrumu Isima Spektrumu Dalgabou (nm)

11 Uarma spektrumunda 254 nm de gölenen şiddeti üksek uarma bandı Eu-O arasındaki ük transfer geçişine karşılık gelmektedir. 305 ve 329 nm de gölenen uarma bandları ise Eu 3+ ionlarının 4f 5d elektronik geçişine karşılık gelmektedir. Işıma spektrumunda 522, 595, 614, 640 ve 730 nm de beş ışıma bandı görülmektedir. 522 nm de gölenen ışıma bandı konut kristalin ışımasına karşılık gelmektedir. 595, 614, 640 ve 730 nm de gölenen ışıma bandları Eu 3+ ionlarının tipik 5D 0 7F j (j=0-4) geçişlerine aittir. Konut kristalin ve Eu 3+ ionlarının ışıma bandları örtüşmektedir. Işıma eğrisinde gölenen bu avan ışıma bandı, sarı ışımaı açıklamaktadır.

12 ERMAL UYARIMLI IŞIMA ÇALIŞMALARI Maleme 30 dakika Sr-90 β radasonuna maru bırakıldıktan sonra Harshaw LD3500 okuucu ile 5 o C/s ısıtma hıı kullanılarak o C arasında termolüminesans ışıma eğrileri kadedilmiştir.

13 L Şiddeti CaZnSi 2 O 6 :Eu Işıma Eğrisi Sıcaklık ( C)

14 KİNEİK PARAMERELERİN BELİRLENMESİ 3 Nokta Metodu Bilgisaarla Arıştırma Metodu (CGCD)

15 3 NOKA MEODU Bu metot ile üst üste binmiş piklerden oluşan L ışıma eğrilerinde birbirinden bağımsı olarak her bir pikin tuak parametreleri (b: kinetik mertebesi, E (ev): aktivason enerjisi ve s: frekans faktörü) belirlenebilir.

16 Genel-mertebe kinetiklerde malemenin L şiddeti aşağıdaki denklem ile verilir. I : I dn dt n N b b L parıldama şiddeti 1 S ep E k n : t (s) anında tuaklanmış elektron konsantrasonu (cm -3 ) N : tuak konsantrasonu (cm -3 ) k : Boltman sabiti (Ev/K)

17 L parıldama eğrisinden alınan herhangi üç sıcaklık değerine karşılık gelen ışıma şiddeti değerlerinden ararlanarak b i belirlemek için genel bir formül geliştirilmiştir.

18 Her bir sıcaklığına karşılık gelen I şiddetine değerini gö önüne alındığında Genel dereceden denklem, aşağıdaki şekilde aılabilir I A N b b 1 S ep E k

19 I I ve I I Olduğunu varsaarak, I I A N b b 1 S ep E k I I A N b b 1 S ep E k

20 Bu ifadelerden k A A b E ln ln k A A b E ln ln Yukarıdaki tuak enerjisi ifadelerinden kinetik mertebe belirlenir. A A A A b ln ln ln ln b kinetik mertebe belirlendikten sonra denklem E ifadelerinde erine konularak tuak enerjisi E(eV) bulunabilir. denklemleri aılabilir.

21 frekans faktörü (s -1 ) ise belirlenen b ve E değerlerinin genel mertebe denkleminde terine konularak hesaplanabilir. S bk 2 m E ep b 1 E E / k m ep E k m Maimum ışıma şiddeti; I m bk 2 m S n 0 S ep E ep E E k m k m b b 1

22 Buradan n 0, n 0 I m ep E S k m E bk ep S E 2 m k m b b 1 İfadesinden bulunabilir.

23 L Şiddeti Denesel L oplam L Pik1 Pik2 Pik3 Pik4 Pik5 Pik6 Pik7 Pik Sıcaklık (C)

24 Pik Parametreleri m (K) b E (ev) S (s -1 ) n 0 Pik ,7 0,492 4,09E+05 1,93E+05 Pik ,0 1,303 9,73E+13 2,01E+04 Pik ,6 1,195 3,88E+11 8,28E+04 Pik ,7 1,360 2,20E+12 1,72E+05 Pik ,7 1,686 2,51E+14 3,33E+05 Pik ,9 1,362 3,24E+10 6,64E+05 Pik ,4 1,136 9,60E+07 6,30E+05

25 Bilgisaarla Pik Arıştırma Metodu (CGCD)

26 L Şiddeti Denesel L pik1 pik2 pik3 pik4 pik5 pik6 pik7 pik Sıcaklık (K)

27 Pik Parametreleri I m m (K) E (ev) b s (s -1 ) Pik ,48 1,16 2,35E+05 Pik ,31 2,00 8,15E+13 Pik ,10 1,09 3,67E+10 Pik ,33 1,67 1,11E+12 Pik ,20 1,14 7,41E+09 Pik ,09 1,00 1,42E+08 Pik ,20 1,06 2,45E+08 Pik ,05 1,00 4,53E+06

28 SONUÇ Sentelenen ışıldarların ermoluminesans öellikleri incelenmiş ve tuak enerjisi (E), frekans faktörü(s) ve kinetik mertebesi (b) üç nokta metodu ve Bilgisaarla Pik Arıştırma Metodu ile belirlenmiştir.

29 Kanaklar: 1. J. Kuang, Y.Liu, B. Lei, Journal of Luminescence, 118, 33-38, McKeever S W S 1985 hermoluminescence of Solids(Cambridge: Cambridge Universit Press), M.S. Rasheed, A new evalution technique for analing the thermoluminescence glow curve and calculating the trap parameters, hermochimica Acta 429, , 2005.

30 EŞEKKÜRLER

Benzer belgeler

Hidrotermal Yöntemle Hazırlanan SrZnMgSi 2 O 7 :Mn Işıldarının Termolüminesans Özellikleri

Hidrotermal Yöntemle Hazırlanan SrZnMgSi 2 O 7 :Mn Işıldarının ermolüminesans Özellikleri F.M. EMEN, A. EGE, E. EKDAL, S. SÖNMEZ, R. ALINKAYA, L.ÜRKLER, N. KÜLCÜ a Kırklareli Üniversitesi, Fen-Edeiyat