ساخت دزيمتر EPR نانوبلور استرانسيوم سولفات آلاييده با ديسپرسيوم و بررسي خواص دزيمتري آن

Synthesis of SrSO4: Dy nano-crystalline as an EPR dosimeter and studying its dosimetry features

خواص دزيمتري نواقص بلوري القا شده در دزيمترهاي ميلهاي نانوبلور استرانسيوم سولفات خالص و آلاييده با ديسپرسيوم به مقدار 0/2درصد مولي براي تابش گاما با استفاده از روش تشديد پارامغناطيسي الكترون (EPR)در محدودهي دزهاي بالا در بازهي 10تا 15000گري بررسي شد. مهمترين سيگنالهاي EPR با فاكتور تمايزدهندهي طيفسنجي (g=2/0160 ، ،g=2/0090 ،g=2/0036 (g-value مشاهده شدند كه به ترتيب مربوط به قله هاي ¯ SO4¯ ،SO3 و ¯ O3 ايجاد شده توسط تابش گاما در اين دزيمترهاي ميلهاي بودند. شدت سيگنالهاي EPRبا افزايش دز جذبي تا دز 10000گري بهصورت خطي افزايش يافتند. در اين تحقيق با استفاده از روش همرسوبي پودر نانوبلور استرانسيوم سولفات و آلاييده با ديسپرسيوم و تربيوم ساخته شده و با استفاده از مواد نگهدارندهي پارافينوكس و EVAكه در طيفسنجي EPRنويز وارد نميكنند به صورت دزيمتر ميلهاي درآمدند. با مقايسهاي كه بين طيف EPR حاصل از آلايندهي متفاوت و غلظت آلايش متفاوت انجام شد. بيشترين شدت را قلهي استرانسيوم سولفات آلاييده با 0/2درصد مولي ديسپرسيوم داشت، لذا براي مقايسهي اصلي با استرانسيوم سولفات خالص انتخاب شد. در ادامه شدت قلههاي ¯ SO4¯ ،SO3و ¯ O3در بازهي دزيمتري 10 تا 15000گري براي دو نوع دزيمتر ميلهاي نانوبلور استرانسيوم سولفات خالص و استرانسيوم سولفات آلاييده با 0/2درصد مولي ديسپرسيوم بررسي شد كه طبق نتايج اين بررسي آلاييدن استرانسيوم سولفات با 0/2درصد مولي ديسپرسيوم علاوه بر افزايش حدود سه برابري حساسيت آن، بازهي دزيمتري آن را بيش از ده برابر بهتر ميكند.

The dosimetric characteristics of γ-radiation induced defects in strontium sulfate rod dosimeter were investigated using electron paramagnetic resonance (EPR) technique focusing on the dose range of 10–15000 Gy. The most significant EPR signals of spectroscopic splitting factor (g-value) g=2.0036 ، g=2.0090 and g=2.0160 were observed and attributed respectively to the SO4¯, SO3¯ and O3¯ peaks, which were created by gamma radiation. The intensity of the signals increases linearly with increasing absorbed doses up to 10000 Gy. In this research, nano-crystalline of SrSO4:Dy, SrSO4:Tb and SrSO4:Dy&Tb with grain sizes of 45–55nm has been prepared by the co-precipitation method. EVA and paraffin wax were selected as binding materials for strontium sulfate. It was not observed any interferences or noises in the EPR signal. The spectrum of SrSO4 with different dopants and concentrations were compared. The results showed that SrSO4 doped with 0.2 mole % dysprosium has high intensity. Then it was chosen for comparing with pure SrSO4. The intensity of SO4¯, SO3¯ and O3¯ peaks in the dosimetry range 10-15000 Gy for both EPR dosimeters of pure SrSO4 and SrSO4: Dy (0.2%mol) were compared. The obtained results revealed increase in sensitivity and dosimetry range of SrSO4:Dy (0.2%mol) by factors of three and ten, respectively.