Wyniki 1-10 spośród 15 dla zapytania: authorDesc:"Arkadiusz MANDOWSKI"

Pasywny sensor temperatury maksymalnej wykorzystujący zjawisko termoluminescencji - analiza teoretyczna


  Wśród znanych mechanizmów emisji promieniowania elektromagnetycznego, zwłaszcza w zakresie promieniowania optycznego, szczególnie interesujące są procesy luminescencji. Zjawisko to możemy prosto zdefiniować, jako świecenie ciała (w dowolnej postaci - ciała stałego, cieczy, gazu) wykraczające ponad natężenie wynikające z jego temperatury i mechanizmów promieniowania ciała doskonale czarnego. Najczęściej ma ono charakter promieniowania w wąskich liniach lub szerszych pasmach, jednak wyraźnie różni się od promieniowania ciągłego w pełnym zakresie, zgodnego z krzywą Plancka dla danej temperatury. Przykładem mogą być znane i powszechnie stosowane diody LED. Luminescencję można wzbudzić na wiele sposobów. Stąd, ze względu na sposób stymulacji wyróżniamy chemiluminescencję, elektroluminescencję, fotoluminescencję, sonoluminescen-cję, termoluminescencję i inne. W poniższych rozważaniach zajmiemy się termoluminescencją (TL) [1]. Dochodzi do niej wtedy, gdy poddamy ciało działaniu podwyższonej temperatury. Przy równomiernym ogrzewaniu danego materiału (np. z liniowym wzrostem temperatury) zjawisko TL zachodzi w ściśle określonym zakresie temperatur. Istotne jest, by przed rozpoczęciem ogrzewania poddać badany materiał wzbudzeniu - np. promieniowaniem jonizującym. Raz "rozładowane" - poprzez ogrzewanie do odpowiednio wysokiej temperatury - ciało, przestaje wykazywać luminescencję aż do kolejnego wystawienia na promieniowanie jonizujące. Ogrzewanie do niższej temperatury powoduje tylko częściowe opróżnienie pułapek z nośników ładunku. Przy ponownym ogrzewaniu można więc zaobserwować luminescencję resztkową. Mechanizm TL jest wykorzystywany od wielu lat w dozymetrii promieniowania jonizującego. Aby zmierzyć dawkę otrzymanego promieniowania wystarczy ogrzać materiał do określonej temperatury i zmierzyć ilość emitowanego światła. Interesującym zagadnieniem, którym chcemy się zająć w tym artykule, jest problem odwrotny: jeśli znamy dawkę pr[...]

Spektralnie rozdzielcza termoluminescencja diamentów CVD jako detektorów promieniowania jonizującego DOI:10.15199/48.2017.08.21

Czytaj za darmo! »

Dozymetria promieniowania jonizującego jest oparta na zjawisku radiacyjnie indukowanej długożyciowej luminescencji, która jest głównie obserwowana w dielektrykach z dużą przerwą wzbronioną. Jednym z materiałów, który wykazuje bardzo dobre właściwości termoluminescencyjne po wcześniejszej ekspozycji na promieniowanie jonizujące jest diament. Jego przerwa energetyczna to 5,47 eV. Pierwszą naukową obserwację zjawiska termoluminescencji przeprowadził Robert Boyle w roku 1663 wykorzystując do tego celu właśnie diament, który po uprzednim działaniu na niego światła słonecznego na skutek ogrzania emitował w ciemności słabe migotliwe światło. Jako źródło ciepła Boyle wykorzystał między innymi swoje ciało, rozgrzane żelazo, płomień świecy i tarcie [1]. Diament jest zbudowany wyłącznie z węgla czterowartościowego i jest jego alotropową odmianą obok grafitu, fulerenów, nanopianki, nanorurek i grafenu. Ma największą gęstość atomową, co skutkuje tym, że w skali Mohsa (oceniającej twardość minerałów), ma aż 10 pkt. w skali 10-punktowej, czyli jest najtwardszym minerałem. Charakteryzuje się doskonałą łupliwością. Diament pięciokrotnie lepiej przewodzi ciepło niż miedź (przewodnictwo cieplne ok. 2  103 W/mK). Jest minerałem bezbarwnym i przeźroczystym od głębokiego ultrafioletu do dalekiej podczerwieni. Ma bardzo duży współczynnik załamania (2,4). Znalazł zastosowanie nie tylko w jubilerstwie, ale również między innymi w elektronice, wiertnictwie, obróbce skrawaniem i dozymetrii. Badania diamentów w celu ich zastosowania w dozymetrii promieniowania jonizującego, wykorzystujące zjawisko TL, są prowadzone od 1980 roku. Sygnał TL naturalnych diamentów jest bardzo słaby w porównaniu do innych detektorów. Trudno też uzyskać powtarzalność wyników z powodu silnych indywidualnych różnic [2, 3]. Dodatkowo koszt naturalnych diamentów jest bardzo wysoki, dlatego podjęto próbę ich produkcji między innymi metodą chemicznego osadzania z fazy [...]

Badanie mikrodetektorów optycznie stymulowanej luminescencji (OSL) dla dozymetrii promieniowania jonizującego

Czytaj za darmo! »

Metoda optycznie stymulowanej luminescencji (OSL) jest jedną z najnowszych technik wykorzystywanych w dozymetrii promieniowania jonizującego. Jedną z zalet tej metody jest możliwość zastosowania pasywnych mikrodetektorów (niewymagających zasilania) o bardzo małych rozmiarach. W artykule przedstawiamy wyniki badania mikrodetektorów o rozmiarach rzędu 0,1 - 5 mm z wykorzystaniem czytnika OSL własnej konstrukcji HELIOS-1. Abstract. Optically stimulated luminescence (OSL) is a recent technique used for dosimetry of ionizing radiation. An advantage of this technique is the possibility of application of passive microdetectors (not requiring energy supply) which are very small in size. This paper presents results of investigation of microdetectors having size in the range of 0.1 to 5 mm using home made OSL reader HELIOS-1. (Optically stimulated luminescence (OSL) used for dosimetry of ionizing radiation) Słowa kluczowe: optycznie stymulowana luminescencja (OSL), termoluminescencja (TL), promieniowanie jonizujące, dozymetria Keywords: optically stimulated luminescencence (OSL), thermoluminescence (TL), ionizing radiation, dosimetry Wstęp Wykorzystanie promieniowania jonizującego w medycynie, przemyśle i nauce wiąże się z narażeniem ludzi na napromieniowanie. W praktyce, nie można też wykluczyć celowego narażenia ludności na promieniowanie jonizujące w wyniku np. ataku terrorystycznego, czy wojny. Aby kontrolować to narażenie, także w celach prewencyjnych, osoby pracujące zawodowo z promieniowaniem wyposażane są w dawkomierze osobiste (dozymetry), rejestrujące dawkę pochłoniętego promieniowania. Zagadnienie dozymetrii promieniowania jonizującego jeszcze bardziej zyskuje na aktualności w perspektywie realizacji programu budowy elektrowni atomowych w Polsce. Generalnie, w najbliższej przyszłości należy oczekiwać wzrostu zapotrzebowania na tanie, niezawodne i łatwe w obsłudze dawkomierze. W przeszłości [...]

Luminescencja izolatorów ceramicznych sieci energetycznych średnich napięć


  Zadaniem izolatorów w elektroenergetyce, oprócz funkcji czysto mechanicznych, jest skuteczne oddzielenie przewodów elektrycznych, znajdujących się pod wysokim napięciem, od otoczenia. Izolatory porcelanowe, podobnie jak ich szklani poprzednicy, sięgają historią do czasów drutów telegraficznych. Gdy ceny szkła zaczęły rosnąć, porcelana stała się atrakcyjną i niedrogą alternatywą. Izolatory porcelanowe są teraz łatwo dostępne i często stosowane. Wraz z pojawieniem się dystrybucji energii elektrycznej na przełomie XIX i XX wieku i koniecznością przesyłania prądu liniami energetycznymi w warunkach wysokich napięć, wzrosło zapotrzebowanie na większe i bardziej niezawodne izolatory. Ilość szkła w tym czasie była niewystarczająca, więc zaczęto eksperymentować z mieszaninami gliny. Ponadto pracowano nad nowymi wzorami izolatorów, spełniałyby swoje zadanie w każdych warunkach pogodowych. W dzisiejszych czasach, zakłady porcelany elektrotechnicznej oferują szeroki asortyment izolatorów do różnych zastosowań - począwszy od linii niskiego, średniego i wysokiego napięcia a skończywszy na konstrukcjach wsporczych, przepustowych oraz osłonowych. Niektóre firmy oferują również produkty typowo pod indywidualne zamówienia klientów, takie jak osłony do wyłączników, odgromników, przekładników napięciowych i prądowych, przepustów, kondensatorów, głowic kablowych, bezpieczników wysokonapięciowych, itp. Wysoka niezawodność eksploatacyjna oraz utrzymanie wymaganych parametrów, głównie w zakresie wytrzymałości mechanicznej i elektrycznej, jak również odporności na czynniki atmosferyczne oraz zanieczyszczenia, jest zapewniana przez stosowanie wysokiej jakości materiałów. W procesach produkcyjnych wykorzystuje się nowoczesne maszyny i urządzenia oraz wdrażane są nowe techniki wytwarzania. Dzisiejsze izolatory są wyrobami znormalizowanymi. Spełniają wymagania zarówno norm krajowych, jak i międzynarodowych. W elektroenergetyce izolatory można sklasyfik[...]

Badanie długotrwałej stabilności czasowej monochromatycznych diod LED w zastosowaniach OSL DOI:10.15199/ELE-2014-141


  Optycznie stymulowana luminescencja (OSL) jest metodą coraz częściej stosowaną w dozymetrii promieniowania jonizującego [1-3]. Obecnie, już miliony osób na świecie korzystają z niezawodnych i niedrogich detektorów OSL. Do odczytu dawki pochłoniętego promieniowania używa się specjalnych czytników OSL, w których detektor poddany działaniu światła o odpowiedniej energii - najczęściej w zakresie widzialnym - emituje luminescencję - zwykle w zakresie UV - proporcjonalną do pochłoniętej dawki. Warunkiem przeprowadzenia rzetelnych pomiarów jest duża stabilność stymulującego światła. Ze względów praktycznych, w charakterze źródeł światła używa się często monochromatycznych diod LED. Niestety, tylko niektóre z nich nadają się do zastosowań w metodzie OSL. Parametry podawane przez producentów są niepełne i dalece niewystarczające do zastosowań naukowo-badawczych. Z tego względu konieczne jest przebadanie różnych diod i wyselekcjonowanie odpowiednich egzemplarzy. Istotnymi parametrami są, między innymi, stabilność intensywności świecenia i stabilność spektralna diody, liniowość zmian ilości emitowanego światła w funkcji natężenia płynącego przez diodę prądu oraz stabilność jej temperatury podczas pomiarów. Wyniki Diody wykorzystywane w pomiarach OSL do stymulacji detektora muszą się charakteryzować dużą gęstością promieniowania optycznego i małym kątem świecenia, by maksymalnie duża część emitowanego światła padała na próbkę o średnicy 5-15 mm, bez stosowania dodatkowych soczewek skupiających. Stosuje się tylko diody monochromatyczne, dobrane do rodzaju detektora (w praktyce emisja LED ma szerokość ok. 50 do 100 nm), których pasmo emisji dodatkowo ograniczamy filtrami krawędziowymi. Spośród wielu oferowanych na rynku diod wybrane zostały te, które spełniały wyżej wymienione wymogi. Wybrane do badań diody, wraz z podstawowymi parametrami przedstawia tabela 1. Układ pomiarowy wykorzystany do przeprowadzenia badań składał się ze stabili[...]

Stabilność spektralna monochromatycznych diod LED w zastosowaniach OSL DOI:10.15199/ELE-2014-142


  Rosnące wymagania i zaostrzane normy bezpieczeństwa wymuszają poszukiwanie nowych, lepszych technik pomiarowych. Od kilku lat zdecydowanie najbardziej obiecującą metodą stała się optycznie stymulowana luminescencja (OSL). Technikę OSL zaczęto stosować w dozymetrii promieniowania jonizującego stosunkowo niedawno, od drugiej połowy lat 90. Rolę detektora OSL pełni odpowiednio przygotowany materiał (np. Al2O3:C) w osłonie światłoszczelnej [1]. W obecności promieniowania jonizującego stany pułapkowe detektora zapełniają się. Pułapki są metastabilne i charakteryzują się bardzo długim czasem życia. Zapisana informacja jest więc trwała - można ją odczytać nawet po wielu latach (nawet tysiącach lat) od naświetlenia. Określając liczbę nośników uwięzionych w pułapkach możemy wyliczyć dawkę promieniowania pochłoniętą przez detektor. Odczytu dokonuje się w specjalnym urządzeniu (czytniku) wykorzystującym technikę OSL. Idea tej metody polega na stymulacji napromieniowanego detektora bardzo silnym światłem o długości fali λs (np. światło zielone). Światło to powoduje uwolnienie nośników ładunku znajdujących się w pułapkach i w efekcie, poprzez rekombinację promienistą, emisję luminescencji. Część tej luminescencji w zakresie krótkofalowym λ < λs możemy zarejestrować odcinając się od bardzo silnej składowej λs odpowiednim układem filtrów. W porównaniu do czytnika TL eliminacji uległ tutaj moduł grzania. Dzięki temu, możliwa jest bardziej zwarta, kompaktowa budowa czytnika. Kolejną korzyścią jest też krótszy czas pomiaru i możliwość jego wielokrotnego powtarzania, gdyż pomiar OSL nie zeruje całkowicie zapisanej informacji. W układach pomiarowych stosowanych w detekcji OSL do stymulacji detektora wykorzystuje się monochromatyczne elektroluminescencyjne diody LED [2, 3]. Warunkiem przeprowadzenia rzetelnych pomiarów jest wysoka stabilność spektralna stymulującego światła. Producenci diod LED podają parametry pracy swoich pr[...]

Termoluminescencja kryształu chlorku potasu jako detektora promieniowania jonizującego DOI:10.15199/48.2016.09.17

Czytaj za darmo! »

Halogenki metali alkalicznych znane są jako materiały, które wykazują silną luminescencję długożyciową obserwowaną w formie termoluminescencji (TL) lub optycznie stymulowanej luminescencji (OSL). Z tego powodu wykorzystywane są często jako detektory promieniowania jonizującego. Właściwości radioluminescencyjne tych materiałów wciąż nie są dobrze znane. W artykule przedstawiono wyniki badań radiacyjnie indukowanej TL w kryształach chemicznie czystego chlorku potasu. Badania wykonano metodą spektralnie rozdzielczej termoluminescencji (SR-TL) wyznaczając pasma emisji luminescencyjnej tego materiału. Abstract. Alkali halides are known as materials exhibiting strong long-lived luminescence observed in the form of thermoluminescence (TL) or optically stimulated luminescence (OSL). For this reason they are often used as detectors of ionizing radiation. Radioluminescent properties of these materials are still not well known. The article presents results of radiation-induced TL in chemically pure crystals of potassium chloride. The study was performed using spectrally resolved thermoluminescence (SR-TL) determining luminescence emission band of this material. (Thermoluminescence of crystalline potassium chloride as a detector of ionizing radiation). Słowa kluczowe: chlorek potasu (KCl), termoluminescencja (TL), dozymetria luminescencyjna, pułapki nośników ładunku, centra rekombinacji. Keywords: potassium chloride (KCl), thermoluminescence (TL), luminescence dosimetry, trap charge carriers, recombination centers. Wprowadzenie Współczesna dozymetria promieniowania jonizującego jest oparta głównie na zjawisku radiacyjnie indukowanej lumiescencji długożyciowej, jaką możemy obserwować w niektórych materiałach - przede wszystkim w formie krystalicznej. Podstawową grupą takich materiałów są np. halogenki metali alkalicznych. Jedne z pierwszych detektorów były oparte na fluorku litu (LiF). Dobre właściwości luminescencyjne wykazują już czyste kryształy[...]

Właściwości spektralne i dozymetryczne polikrystalicznego chlorku sodu – naturalnego detektora promieniowania jonizującego DOI:10.15199/48.2019.09.36

Czytaj za darmo! »

Wiele krystalicznych izolatorów, wśród nich halogenki metali alkalicznych, znanych jest jako materiały, które wykazują silną luminescencję długożyciową. Luminescencję tą można obserwować w formie termoluminescencji (TL) lub optycznie stymulowanej luminescencji (OSL). Warunkiem obserwacji tych zjawisk jest uprzednie poddanie materiału działaniu promieniowania jonizującego np. promieniowania rentgenowskiego, gamma lub beta. Z tego powodu zjawiska TL i OSL używane są od wielu lat do określenia dawki pochłoniętej promieniowania [1-4]. Dozymetria TL i OSL jest powszechnie stosowana wszędzie tam, gdzie może wystąpić narażenie ludzi i środowiska na promieniowanie jonizujące, a więc w medycynie, przemyśle, w zakładach zajmujących się sterylizacją produktów żywnościowych, badaniach naukowych i innych. Niewielkie natężenie promieniowania jonizującego pochodzi też ze źródeł naturalnych: śladowych ilości pierwiastków promieniotwórczych obecnych w glebie, wodzie i powietrzu oraz promieniowaniu, które dociera do Ziemi z kosmosu. Komponent "kosmiczny" jest szczególnie istotny dla ludzi odbywających częste podróże lotnicze, a zwłaszcza dla pilotów i załóg samolotów. Powszechność i względna stałość tła radiacyjnego stwarza możliwość datowania niektórych obiektów archeologicznych przy użyciu metod TL i OSL. W ten sposób można wyznaczyć wiek np. naczyń ceramicznych czy cegieł. W podobny sposób wyznacza się też wiek osadów czwartorzędowych w geologii wykorzystując luminescencyjne właściwości kwarcu i skaleni potasowych. Bardzo dobre właściwości luminescencyjne posiada też halit - naturalny minerał, złożony głównie z chlorku sodu (NaCl) [5,6]. Zaletą tego minerału jest również powszechność. W każdym gospodarstwie domowym znajduje się sól kamienna (sól kuchenna), dzięki czemu może być wykorzystana w dozymetrii retrospektywnej i awaryjnej (wypadkowej). Z sytuacją taką możemy mieć do czynienia wtedy, gdy na jakimś obszarze dojdzie do niespodzi[...]

Właściwości optyczne i elektryczne chitozanu jako bioczujnika temperatury


  W związku z rosnącym zainteresowaniem dotyczącym ochrony środowiska naturalnego poszukuje się materiałów, które byłyby biodegradowalne i biozgodne. Chitozan jest materiałem biozgodnym, nietoksycznym, biodegradowalnym, niealergizujacym o działaniu antybakteryjnym. Może być pozyskiwany np. z krabów lub kryla. Charakteryzuje się wysoką stabilnością w postaci zawiesiny z której bezpośrednio można utworzyć warstwy polimerowe. Wykazuje dużą mieszalność z wieloma substancjami, w tym również z polimerami, dużą sorbcyjność oraz dużą reaktywność chemiczną. Jest nierozpuszczalny w wodzie. Dzięki swoim właściwościom chitozan znalazł zastosowanie w bardzo wielu dziedzinach - między innymi w przemyśle, kosmetyce, medycynie, weterynarii i farmacji. Posiada możliwość wychwytywania atomów ciężkich pierwiastków i barwników. Chitozan łatwo wiąże się z ujemnie naładowanymi powierzchniami takimi, jak błony śluzowe i umożliwia transport polarnych cząsteczek leków przez powierzchnie nabłonkowe - jest więc wykorzystywany do produkcji opatrunków dla trudno gojących się ran, otoczek na leki oraz kremów czy maseczek. Chitozan ma silne właściwości nawilżające, dlatego chętnie używany jest do wyrobu kosmetyków pielęgnacyjnych. Szeroki wachlarz potencjalnych zastosowań obejmuje też rolnictwo. Wykazano, że chitozan może być dobrym stymulat[...]

Optycznie stymulowana luminescencja detektorów hybrydowych

Czytaj za darmo! »

Optycznie stymulowana luminescencja (OSL) jest wykorzystywana do wyznaczania dawki promieniowania jonizującego absorbowanego przez próbkę w trakcie ekscytacji. Najbardziej popularnymi detektorami OSL są kryształy Al2O3:C i BeO. Do pewnych zastosowań ważne jest użycie detektora w postaci dużej, elastycznej folii (np. w medycynie). Opracowano nowe detektory OSL umieszczając mikrokrystality Al2O3:C w organicznej matrycy polimerowej. W artykule prezentujemy wyniki badań nowo syntetyzowanych detektorów hybrydowych. Abstract. Optically stimulated luminescence (OSL) may be used for estimating dose of absorbed radiation. The most popular OSL detectors are made of Al2O3:C as well as BeO crystals. For some applications (e.g. in medicine) it would be desirable to construct detectors in the form of higharea flexible foils. New OSL detectors were developed by incorporating Al2O3:C microcrystallites into organic (polymer) matrix. The article presents studies of newly synthesised hybrid detectors. (Optically stimulated luminescence of hybrid detectors with Al2O3:C microcrystallites). Słowa kluczowe: optycznie stymulowana luminescencja, dozymetria luminescencyjna, tlenek aluminium, polimery, materiały hybrydowe. Keywords: optically stimulated luminescence; luminescence dosimetry, aluminum oxide, polymers, hybrid materials. Wstęp Wykorzystanie promieniowania jonizującego w medycynie, przemyśle i nauce wiąże się z narażeniem ludzi na jego szkodliwe działanie. Niezbędnym wyposażeniem osób pracujących zawodowo z promieniowaniem są dawkomierze osobiste, rejestrujące pochłoniętą dawkę. Dawniej stosowane dawkomierze filmowe, wypierane są przez znacznie nowocześniejsze dawkomierze termoluminescencyjne (TL) (np. LiF:Mg,Ti, LiF:Mg,Cu,P lub inny). Podczas ogrzewania detektor TL emituje promieniowanie w zakresi[...]

 Strona 1  Następna strona »