بررسی بلورهای مورد استفاده در فرایند osl برای کاربردهای فردی، محیطی، فضایی و پزشکی

با توجه به کاربرد روزافزون پرتوهای هسته ای در بخش های گوناگون پزشکی، کشاورزی، صنعت و همچنین با توجه به دستیابی بشر به فضا، دزیمتر انواع پرتوها (گاما، نوترون، الکترون و یون های مثبت باردار) از جمله پایه های اساسی این گونه مباحث به شمار می رود. در هرکدام از زمینه های مذکور لازم است تا دزیمتر پرتوهای هسته ای به‎صورت پَسیو (passive) یا آنلاین (on-line) برای حفاظت در برابر پرتوها انجام شود. یکی از بهترین دزیمترهای به کار گرفته شده در سال های اخیر، دزیمتر لومینسانس تحریک نوری (osl) می‎باشد. عملکرد این سیستم کاملاً نوری بوده و با توجه به خواص منحصر به فرد خود در دو دهه ی گذشته در زمینه ها و کاربردهای مختلف توسعه یافته است. این سیستم دزیمتر شامل دو بخش اصلی است، بخش اول شامل ماده ی osl است که اطلاعات مورد نظر در آن ذخیره می شود و بخش دوم خوانش گر سیستم osl می باشد که وظیفه ی اندازه گیری و ثبت اطلاعات را برعهده دارد. با توجه به این که مهمترین بخش دزیمتر osl، ماده مورد استفاده در آن است و با در نظر گرفتن این موضوع که تغییر در نوع ساختار و رشد مواد موجب تغییر در ویژگی های کاربردی دزیمتر می شود، تمرکز اصلی در این پایان نامه بر روی تعیین و بررسی ویژگی های مواد به کار رفته در osl و انتخاب بهترین و مناسب ترین ماده برای کاربردهای گوناگون می باشد. در این پژوهش ویژگی ها شامل حساسیت بالای ماده در برابر تابش (پایین بودن میزان دز قابل آشکارسازی)، تفکیک ‎پذیری طول موج تحریک و طول موج گسیل لومینسانس در ماده‏ی آشکارساز، خطی بودن پاسخ دز در بازه‏ی وسیعی از دز تابشی، عدد اتمی موثر (معادل بافت بودن ماده) و محوشدگی ناچیز در طول زمان می باشد و همچنین روش های تولید پودر، لایه نازک و تک‎بلور این مواد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. این بررسی ها نشان می دهد که برای دزیمترهای فردی و فردی فضایی مواد آلومینیوم اکسید آلاییده با کربن (al_2 o_3:c) و بریلیوم اکسید (beo) جزء پر کاربردترین و مناسب ترین مواد می باشند که به ترتیب با روش‎های رشد بلور چکرالسکی و روش پودری سل-ژل تهیه می گردند. همچنین برای دزیمتر محیطی از راه دور (remote) ماده های آلومینیوم اکسید آلاییده با کربن جواب دهی خوبی برای دزیمتر نشان می دهد. در ضمن برای دزیمتر محیطی فضایی مواد سولفید کلسیم آلاییده با سرییوم و ساماریوم (cas:ce,sm) و سولفید سریوم آلاییده با ساماریوم وسریوم (srs:ce,sm) از اهمیت ویژه ای برخوردارند که به ترتیب به روش واکنش حالت جامد در دمای 600 درجه سانتی گراد و لایه گذاری با پالس لیزری تولید می شوند.