银和铈离子掺杂RPL磷酸盐玻璃光纤剂量材料的研制

本课题提出了一种新型银和铈离子掺杂RPL磷酸盐玻璃光纤剂量材料的研究思路，其克服了OSL和TLD辐射剂量材料无法对剂量值多次重复计读的缺点，可方便的用于对高危X和γ射线环境及个人进行长距离、高精度的剂量监测。与石英基质不同，以磷酸盐玻璃作为基质，可实现对激活离子的高浓度掺杂，从而有效提高RPL光纤的探测灵敏度。利用Ce4+→Ce3+抑制Ag+→Ag0，以进一步降低RPL玻璃的辐射前剂量，从而有效提高剂量响应的信噪比，同时基于Ce3+的RL特性，使得该光纤在一定程度上获得辐射剂量的实时响应性能，通过分析Ce3+/Ce4+在RPL发光中心构建过程中的作用，将为建立RPL玻璃光纤在一定辐射剂量范围内的剂量响应关系提供实验依据。开展此课题的工作，有助于开辟光纤剂量计研究的新方向，具有重要的学术研究价值，也可以打破国外技术壁垒，为研发新型光纤剂量计提供有力支持。

随着核能、空间技术及医学技术的大力发展和应用，涉及到核工业辐射、空间辐射、医学放射诊疗以及国防等领域的高能射线对环境和人员的影响已不容忽视。我国从1985 年开始在全国普遍采用热释光剂量计对放射工作人员的个人剂量监测以来，有关热释发光材料方面的研究很多，然而对光纤剂量计方面的研究最近两年才刚刚起步。Ag+掺杂磷酸盐玻璃剂量计（RPL）可很好的用于高能X 射线、γ射线环境及个人的辐照剂量监测，探索基于RPL 性能的磷酸盐玻璃光纤剂量材料是一个重要方向。本文的主要目的在于研究开发综合性能优良的辐射光致发光磷酸盐玻璃剂量计材料。根据磷酸盐玻璃组成对玻璃剂量学性能的影响，具体分析了铝含量、银含量、O/P比、碱金属离子类型、引入两种碱金属离子及引入Ce3+/Ce4+对玻璃的光谱性能、能量依赖性、荧光能增大及灵敏度等性能的影响。获得了一种综合性能优异的玻璃组成并制备了磷酸盐玻璃棒状计量材料，实验测试表明样品的前剂量等指标接近国外同类商品水平，为国内制备性能优异的辐射光致发光玻璃剂量计提供了理论参考和实验依据。此外，在银掺杂磷酸盐玻璃的基础上，研究了铕离子引入后磷酸盐玻璃经伽马射线辐照后的白光发光性能，在最佳组成玻璃中实现了紫外光激发下接近于白光的荧光发射，也为探索新型白光LED照明材料提供了研究思路。