合成黄玉/刚玉复合材料的热释光性能增强及其在辐射剂量测定中的应用研究

《Applied Surface Science》：Enhanced thermoluminescence properties of synthetic topaz/corundum composites

本综述系统探讨了通过化学气相沉积（CVD）法制备的合成黄玉/刚玉复合材料在热释光（TL）剂量测定中的性能优化。研究发现预辐照处理可使材料主发光峰强度提升4倍以上，其灵敏度超越商用TLD-100剂量计。文章深入分析了材料的线性响应、重复性及陷阱态机制（通过Tm-Tstop研究和发光曲线解卷积），为开发高性能辐射剂量计提供了新策略。

　　

实验方法

本研究选取最具潜力的黄玉/刚玉复合材料样本，这些样本通过化学气相沉积（CVD）法制备，以Al₂O₃为反应物、Na₂SiF₆为前体。样本在700°C下处理90分钟，采用氮气环境且平行于气流方向放置，随后在800°C退火并研磨至-100目粉末。

材料表征

材料的典型发光曲线如图1所示，包含5个可区分峰位（85°C、130°C、170°C、275°C和350°C）。本研究主要积分区间为200–340°C，该范围覆盖了强度最高且无衰减的主峰（第4峰），是剂量测定中最具应用价值的部分。

敏化现象

某些材料在辐射暴露后表现出敏化效应（即发光效率增强）。本研究中，黄玉/刚玉复合材料在经历280 Gy的预辐照后，主发光峰强度提升超4倍，其灵敏度甚至达到商用TLD-100剂量计的1.48倍。

结论

本研究通过系统分析证实，预辐照处理可显著增强黄玉/刚玉复合材料的热释光性能。材料在重复性、剂量响应及线性方面表现优异，同时T_m-T_stop研究与发光曲线解卷积揭示了其复杂的陷阱态机制，为开发新一代辐射剂量计奠定了理论基础。