Lexsyg釋光探測器 ||在材料表征科研領域應用分享

輻射監(jiān)測新利器：lexsyg儀器解鎖鎂硼酸鹽材料的劑量計潛能

用于光釋光劑量測定的Ce3?和Li?共摻硼酸鎂玻璃陶瓷的研制

文章來源：https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2020.117847

引言：輻射測量的“隱形守護者"

在醫(yī)療放療、核工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測等領域，輻射劑量的精確測量直接關系到人體安全和設備可靠性。近期，京都大學與瑞士保羅·謝勒研究所聯(lián)合發(fā)表了一項突破性研究，開發(fā)出一種基于鈰（Ce3?）和鋰（Li?）共摻雜鎂硼酸鹽玻璃陶瓷的新型光學刺激發(fā)光（OSL）劑量計材料。研究團隊通過lexsyg smart reader（高精度OSL測量系統(tǒng)）驗證了材料的優(yōu)異性能，為未來輻射監(jiān)測技術提供了全新方向。

一、為什么選擇鎂硼酸鹽？

鎂硼酸鹽（MgB?O?）因其低有效原子序數(shù)和高中子俘獲效率，被視為理想的劑量計基材。然而，傳統(tǒng)材料存在信號衰減快、靈敏度不足的缺陷。
研究突破：通過Ce3?和Li?共摻雜，材料的光學刺激發(fā)光信號強度與商用Al?O?:C材料相當，且合成工藝更可控。

圖1. 通過燃燒合成制備的MgB4O7:Ce3+-Li+樣品(~2.0 mg)、MgB4O7:Ce3+-Li+ GC700樣品(4.1 mg)和商業(yè)Al2O3:C (6.4 mg)的OSL強度之間的比較。

二、lexsyg儀器如何賦能研究？

為驗證材料性能，研究團隊采用玻璃陶瓷法（GC法）制備樣品，并通過以下步驟完成關鍵實驗：

樣品制備：將鎂硼酸鹽玻璃在600°C至850°C下熱處理，形成不同晶化程度的玻璃陶瓷（GC750、GC800等）。

結構分析：借助X射線衍射（XRD）和掃描透射電鏡（STEM）確認晶體結構與元素分布。

性能驗證：使用lexsyg smart reader對樣品進行OSL信號測量，精確捕捉材料在β射線輻照后的發(fā)光特性。

儀器價值：lexsyg系統(tǒng)的高靈敏度和穩(wěn)定性，幫助研究人員發(fā)現(xiàn)GC750和GC800樣品在10小時內信號衰減率極低，為實際應用提供了可靠數(shù)據(jù)支撐。

三、研究結論：新材料如何改變行業(yè)？

通過lexsyg儀器的精確測量，研究團隊得出以下結論：

信號穩(wěn)定性：GC750和GC800樣品在紫外-藍色光譜范圍內表現(xiàn)出優(yōu)異的OSL信號，且輻照后10小時內信號衰減率只有為0.5%/小時（見圖1）。

應用潛力：材料的高穩(wěn)定性和低衰減特性，使其適用于長期輻射監(jiān)測場景（如核電站、醫(yī)療設備校準）。

優(yōu)化方向：通過減少淺陷阱或預熱處理，可進一步提升材料性能。

圖2. 所有GC樣品的OSL信號的衰減曲線。

四、未來展望：lexsyg與科研的深度結合

這項研究不只為輻射劑量計材料開發(fā)提供了新思路，也驗證了lexsyg儀器在復雜OSL測量中的重要價值——從實驗室研究到工業(yè)落地，高精度儀器始終是技術突破的“幕后功臣"。

行業(yè)應用場景：

醫(yī)療領域：放療劑量實時監(jiān)控

工業(yè)領域：核設施輻射安全評估

環(huán)境監(jiān)測：放射性污染長期追蹤