在铅铋共晶冷却的快堆中，对209Bi的热中子俘获截面进行高精度测量，以产生210Po

《Radiation Physics and Chemistry》：High-precision measurement of thermal neutron capture cross-section of 209Bi for 210Po production in lead-bismuth eutectic cooled fast reactors

稀土掺杂锌银碲化物玻璃的γ射线屏蔽与热释光剂量学特性研究。通过熔融淬火法制备TeZnAgMg: Nd3?玻璃，PXRD、FTIR、SEM和EDAX确认其非晶态结构及元素均匀分布。光学带隙3.06 eV，ESR测定g因子1.9和2.0，热释光 glow peak 214℃验证辐射剂量学应用潜力。质量衰减系数37.205 cm2/g，证实该玻璃在γ射线屏蔽和辐射剂量学领域具有综合优势。

　　这项研究围绕一种掺杂了钕离子（Nd3?）的锌-银-碲玻璃（TeZnAgMg: Nd3?）展开，旨在提升其对γ射线的辐射屏蔽性能以及其在辐射剂量测量中的应用潜力。通过一系列先进的分析技术，研究团队对这种玻璃材料的结构特性、光学性能、辐射行为及热释光特性进行了深入探讨，为开发多功能的辐射防护材料提供了重要的理论和实验依据。

首先，从材料组成来看，该玻璃主要由六种氧化物构成，分别是69%的TeO?、10%的ZnO、5%的AgO、10%的MgO、5%的B?O?和1%的Nd?O?。这种特定的化学组成不仅赋予了玻璃良好的物理和光学特性，还使其在辐射屏蔽和剂量测量方面展现出独特的优势。TeO?作为玻璃网络形成体，对玻璃的结构稳定性起到关键作用，而ZnO、AgO、MgO和B?O?则作为网络修饰剂，有助于调节玻璃的密度、折射率、热膨胀系数等物理参数。Nd?O?的掺杂则进一步增强了玻璃的光学性能和辐射响应能力，使其在光电子学和激光技术领域具有广泛的应用前景。

在材料的制备过程中，研究团队采用了传统的熔融淬冷法。这种方法在玻璃制备中非常常见，通过将原料在高温下熔融，随后迅速冷却以防止结晶，从而获得具有高度非晶结构的玻璃材料。熔融淬冷法不仅操作简便，而且能够有效控制玻璃的组成和结构，为后续的性能研究奠定了基础。在制备过程中，研究人员需要精确控制原料的比例和熔融温度，以确保最终产物具有理想的物理和化学性质。

为了验证这种玻璃的非晶结构，研究团队使用了粉末X射线衍射（PXRD）技术。PXRD是一种常用的材料结构分析方法，能够检测材料中是否存在长程有序的晶体结构。通过将样品在X射线照射下进行分析，研究人员观察到了一个宽泛的衍射峰，而非尖锐的晶体衍射峰，这表明所制备的玻璃材料确实具有非晶态的特征。这一结果为后续的结构和性能研究提供了重要的前提，因为非晶态材料通常具有更均匀的微观结构，有利于实现更一致的物理和化学性能。

进一步地，为了探究玻璃的结构环境和可能的化学键合方式，研究团队利用了傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术。FTIR能够通过分析材料对不同波长红外光的吸收情况，揭示其分子结构和化学键的分布。研究发现，这种玻璃材料中存在多种典型的红外吸收峰，这些峰对应于不同的化学键合方式，如Te-O、Zn-O、Ag-O、Mg-O以及B-O等。这些化学键的存在和分布不仅影响了玻璃的光学性能，还对它的辐射屏蔽能力起到了重要作用。此外，FTIR结果还揭示了玻璃中可能存在的结构单元，这些单元在不同能量范围内表现出不同的振动特性，进一步说明了材料的复杂性和多样性。

除了结构分析，研究团队还通过紫外-可见光谱（UV-Vis）技术对玻璃的光学吸收特性进行了研究。UV-Vis光谱能够提供关于材料光学能带结构的重要信息，而能带结构是决定材料光学性能的关键因素之一。研究结果显示，这种Nd3?掺杂的玻璃具有3.06 eV的光学能带宽度，这一数值表明材料在可见光范围内具有良好的透光性，同时在紫外光区域表现出较强的吸收能力。这为材料在光电子学和激光技术中的应用提供了理论支持，同时也说明了Nd3?离子在玻璃中的分布和相互作用对光学性能的影响。

为了进一步验证Nd3?离子在玻璃中的分布情况，研究团队采用了能量色散X射线光谱（EDAX）技术。EDAX能够通过分析材料中各元素的含量和分布，确认其组成是否均匀。实验结果表明，Nd3?离子在玻璃中得到了均匀的掺杂，各组成元素的分布也呈现出高度的均匀性。这种均匀的元素分布不仅有助于提高材料的物理性能，还为后续的辐射行为分析提供了可靠的基础。

在辐射行为方面，研究团队使用了Judd-Ofelt理论对Nd3?离子的辐射特性进行了分析。Judd-Ofelt理论是一种用于计算稀土离子在玻璃中的辐射参数的重要方法，能够提供关于振子强度、分支比等关键参数的信息。通过该理论，研究人员得出了Nd3?离子在TeZnAgMg玻璃中的振子强度和分支比，这些参数不仅反映了Nd3?离子的发光特性，还为材料在光电子学和激光技术中的应用提供了重要的理论依据。研究发现，Nd3?离子在该玻璃中表现出较强的辐射活性，这使得其在光电子器件和激光系统中具有广阔的应用前景。

为了评估玻璃的辐射屏蔽能力，研究团队计算了线性衰减系数（LAC）和有效原子序数（Zeff）。线性衰减系数是衡量材料对辐射吸收能力的重要参数，而有效原子序数则反映了材料中各元素对辐射屏蔽的贡献程度。实验结果显示，这种玻璃在0.015 MeV的γ射线能量下，其线性衰减系数达到了37.205 cm2/g，这一数值表明该材料具有良好的辐射屏蔽性能。此外，有效原子序数的计算进一步证明了玻璃中高密度元素对辐射屏蔽的贡献，为材料在实际应用中的性能评估提供了重要依据。

在热释光（TL）特性方面，研究团队对玻璃进行了系统的分析。热释光是一种通过测量材料在受辐射照射后释放出的光信号来评估其剂量吸收能力的方法，广泛应用于辐射剂量测量和防护材料的开发。实验结果显示，该玻璃在受到10 Gy的γ射线照射后，热释光曲线中出现了一个显著的发光峰，中心温度约为214°C。这一结果表明，玻璃在受辐射照射后能够有效储存能量，并在加热过程中释放出光信号，从而可用于辐射剂量测量。通过分析热释光曲线，研究人员还计算了关键的热释光动力学参数，如陷阱时间常数（τ）、陷阱深度（δ）和陷阱宽度（ω），这些参数对于理解材料的热释光行为和优化其应用性能具有重要意义。

此外，研究团队还通过电子自旋共振（ESR）技术对玻璃中的辐射诱导参数磁中心进行了分析。ESR技术能够检测材料中是否存在自由基或其他类型的磁性缺陷，这些缺陷在辐射照射后可能会形成。实验结果显示，该玻璃在γ射线照射后确实形成了若干参数磁中心，这些中心的存在表明材料在受到辐射后能够产生稳定的磁性响应。通过ESR谱图，研究人员还确认了Nd3?离子在玻璃中的存在，并测定了其g因子，分别为g = 1.9和g = 2.0。这些g因子的测定为理解Nd3?离子在玻璃中的行为提供了重要的线索，同时也表明该材料在磁性应用方面具有一定的潜力。

综上所述，这项研究通过多种先进的分析技术，全面探讨了Nd3?掺杂的锌-银-碲玻璃的结构特性、光学性能、辐射行为和热释光特性。研究结果表明，这种玻璃不仅具有良好的辐射屏蔽性能，还具备优异的热释光剂量测量能力，使其成为一种具有广泛应用前景的多功能材料。同时，Nd3?离子的掺杂进一步提升了玻璃的光学性能，使其在光电子学和激光技术领域也具有重要价值。这些发现为开发新型辐射防护材料和优化其在不同应用环境中的性能提供了重要的理论和实验支持，同时也为未来的研究方向指明了道路。