دنیای نانو

دنیای نانو

بررسی اثرات ساختاری و دزیمتری افزودن نانولوله‌های کربنی چنددیواره به CaF₂ در دزیمترهای TL

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 فیزیک هسته ای و کاربرد پرتوها، دانشکده فیزیک و مهندسی هسته ای، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
2 فیزیک، دانشکده فیزیک، دانشگاه نیشابور، نیشابور
چکیده
ترمولومینسانس روشی کارآمد در دزیمتری پرتوهای یون‌ساز است و موادی مانند CaF₂ به دلیل حساسیت بالا کاربرد گسترده‌ای دارند. با این حال، یکنواختی پاسخ TL در CaF₂ چالش‌برانگیز است. نانولوله‌های کربنی به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد، به‌عنوان افزودنی‌هایی برای بهبود حساسیت دزیمتری مطرح شده‌اند. این پژوهش به بررسی تأثیر افزودن نانولوله‌های کربنی چنددیواره بر پاسخ TL در CaF₂ می‌پردازد. هدف، ارزیابی امکان به‌کارگیری CNTها به‌عنوان عامل تغییردهنده رفتار TL و تحلیل اثرات آن‌ها بر ساختار و عملکرد CaF₂ است. نانوکامپوزیت‌های CaF₂/MWCNT با درصدهای وزنی مختلف (3/0، 5/0، 1 و 5 درصد) به روش شیمیایی سنتز شدند. مشخصه‌یابی ساختاری و ریختاری نمونه‌ها با XRD و FESEM انجام گرفت. برای ارزیابی دزیمتری، قرص‌های TLD تهیه و پس از تابش با کبالت-60، پاسخ TL آن‌ها اندازه‌گیری و ضریب تصحیح جزء محاسبه شد. بر اساس تعریف ECC، هرچه مقدار آن به یک نزدیک‌تر باشد، مناسب‌تر است. نتایج XRD نشان داد ساختار بلوری CaF₂ با افزودن MWCNT تغییری نکرد، ولی اندازه بلورها کاهش یافت. تصاویر FESEM، پراکندگی مناسب MWCNT و ذرات CaF₂ را نشان داد. در بررسی دزیمتری، شاخص ΔECC/ECCAve به‌منظور سنجش یکنواختی پاسخ بررسی شد. با توجه به مقدار کم ΔECC/ECCAve (6266/0) در نمونه دارای 5٪ MWCNT، این نمونه به‌عنوان ترکیب بهینه معرفی شد. نتایج نشان داد افزودن MWCNT می‌تواند پایداری و یکنواختی عملکرد دزیمترهای CaF₂ را بهبود بخشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Structural and Dosimetric Effects of MWCNT Addition to CaF₂-Based TLDs

نویسندگان English

fatemeh naghdi 1
Hossein Tavakoli-Anbaran 1
somayeh jahanfar 2
1 Department of nuclear Physics and applied radiation physics, Faculty of Physics and nuclear engineering, Shahrood university of technology, Sharood. Iran
2 Department of nuclear Physics, Faculty of Physics, Neyshabur university, Neyshabur
چکیده English

Thermoluminescence is an efficient method in ionizing radiation dosimetry, and materials like CaF₂ are widely used due to their high sensitivity. However, the uniformity of TL response in CaF₂ remains challenging. Carbon nanotubes, due to their unique properties, have been proposed as additives to enhance dosimetric sensitivity. This study investigates the effect of adding multi-walled carbon nanotubes on the TL response of CaF₂. The aim is to evaluate the potential of CNTs as modifiers of TL behavior and analyze their effects on the structure and performance of CaF₂. CaF₂/MWCNT nanocomposites with different MWCNT weight percentages (0.3, 0.5, 1, and 5 wt%) were synthesized via a chemical method. Structural and morphological characterizations were performed using XRD and FESEM. For dosimetric evaluation, TLD pellets were prepared and irradiated using a Cobalt-60 source. Their TL response was measured and the element correction coefficient was calculated. According to its definition, the closer ECC is to unity, the better. XRD results indicated that the crystal structure of CaF₂ remained unchanged after MWCNT addition, though crystallite size decreased. FESEM images confirmed proper dispersion of MWCNTs and CaF₂ particles. To assess uniformity, the relative parameter ΔECC/ECCAve was examined. The lowest ΔECC/ECCAve (0.6266) occurred in the 5 wt% MWCNT sample (B4), identifying it as optimal due to its minimal dispersion and highest uniformity. These findings suggest that adding MWCNTs can improve the stability and uniformity of CaF₂-based dosimeters.

کلیدواژه‌ها English

Thermoluminescence
Calcium Fluoride
Carbon Nanotube
Dosimetry
Gamma Ray

  • تاریخ دریافت 20 خرداد 1404
  • تاریخ پذیرش 16 دی 1404