Термостимулированная люминесценция твердых тел: Учебное пособие, страница 7

                      ^.                                                                              (3.5)

Напомним, что интегральный выход термолюминесценции пропорционален числу заполненных ловушек. Формула (3.5) соответствует области насыщения, когда выход люминесценции не зависит от дозы излучения. В условиях насыщения выход люминесценции определяется глубиной ловушек (через величину ρ) и мощностью дозы Р.

Рассмотрим частные случаи формулы (3.3):

а) n << N, т. е. число ловушек достаточно велико или доза достаточно мала. Тогда вместо уравнения (3.1) получим

dn/dt = aPN - nρ,                                                                                          (3.6) а вместо формулы (3.3)

 .                                                                               (3.7)

Чувствительность изменяется с изменением времени облучения от максимального значения, равного aN, до нуля, причем это изменение полностью обусловлено энергией теплового движения. При фиксированном времени облучения чувствительность не зависит ни от D, ни от Р;

б) ρ ≈ 0, что соответствует большому значению энергии в (глубокие ловушки). При этом условии

n/D = (N/Pt) [I - exp (- aPt)]   

или

n/D == (N/D) [1 - exp (- aD)].                                                                         (3.8)

В этом случае чувствительность зависит от дозы излучения, но не зависит от времени ее накопления и мощности дозы;

в) n < N или доза достаточно мала, а  ρ ≈ 0 или энергия ε достаточно велика. При этих условиях легко получить, что

                                   n/D = aN,                                                                             (3.9)

т. е. дозовая чувствительность дозиметра постоянна независимо от условий облучения. Этот случай является наиболее благоприятным с точки зрения практической дозиметрии.

Зависимостьчувствительности дозиметров от энергии γ-излучения в дозиметрии называется «ходом с жесткостью». Идеальный случай – отсутствие такой зависимости в наиболее широком интервале энергий гамма-излучения. Из рис.10 видно, что с этой точки зрения предпочтительны ТЛД  на основе LiF, кристаллы тетрабората лития.

Рис.10. Зависимость относительной чувствительности различных  ТЛД

от энергии γ-излучения

    4.  ЗАТУХАНИЕ ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ

        (потеря  дозиметрической информации)

За время между облучением фосфора ионизирующим излучением и измерением термолюминесценции может уменьшиться число электронов в ловушках и измениться их распределение по ловушкам различного типа. Связанное с этим уменьшение светосуммы люминесценции получило название затухания люминесценции. Такая потеря дозиметрической информации часто называется федингом [1-3].

Изменение числа электронов в ловушках при постоянной температуре можно получить из уравнения (1.4) при некоторых предположениях об отношении β/γ.

Пусть β/γ = 1. Это означает, что скорость уменьшения числа электронов в зоне проводимости за счет их захвата ловушками равна скорости их уменьшения за счет рекомбинации с дырками. Уравнение (1.4) преобразуется в этом случае в уравнение

                                         dn/dt = -ρn²/N.                                                           (4.1)

Если при t = 0 число электронов в ловушках было n₀, то из уравнения (4.1) получаем число заполненных ловушек в момент времени t:

.                                                                             (4.2)

Для произвольного значения отношения β/γ возможно лишь приближенное решение уравнения (1.4), которое имеет следующий вид:

  ,                                                                      (4.3) где а и b — константы.

Практически важен случай, когда β/γ = 0. Это означает, что вероятность возврата электрона в ловушку после термического освобождения пренебрежимо мала по сравнению с вероятностью его перехода из зоны проводимости на активаторный уровень V. Уравнение (1.4) при этом условии принимает вид