Thermoluminescence (TL) measurements of eight nominally pure lithium fluoride (LiF) crystals, containing less than 30 ppm impurities, and irradiated with vastly different gamma rays doses, has been performed and studied in connection with color centers (CCs) generated during the ionizing irradiation. A first order kinetics approach has been used to simulate the TL glow curves and, as a result, ten glow peaks (GPs) spanning from 100 to 450 °C have been unveiled, in agreement with previous measurements. However, at the same time, the already established associations GPs-CCs have not been fully confirmed, and rather the GPs were associated mostly to impurity defect centers. This unexpected discovery has shown the paramount importance of impurities in LiF crystals, also when apparently negligible, for TL phenomena. So, although a few associations between GPs and CCs have been established, new measurements on LiF crystals of highest purity at least an order of magnitude are necessary to establish on more sound bases the effects of impurities on TL and also on related phenomena.

Misure di termoluminescenza (TL) su otto cristalli di fluoruro di litio (LiF) nominalmente puri, contenenti impurezze in quantità minori di 30 ppm, e irraggiati con raggi gamma in un ampio intervallo di dose, sono state effettuate e studiate in connessione con i centri di colore (CCs) prodotti dall’irraggiamento stesso. Un approccio cinetico al primo ordine è stato utilizzato per simulare gli spettri di TL e, come risultato, sono stati individuati dieci glow peaks (GPs) nell’intervallo da 100 a 450 °C, in accordo con misure effettuate precedentemente. Ma, nel contempo, l’associazione GPs-CCs non è stata completamente confermata, e piuttosto i GPs sono stati soprattutto associati a difetti dovuti alla presenza di impurezze. Questa inaspettata scoperta ha mostrato l’importanza primaria per i fenomeni della TL delle impurezze presenti nei cristalli di LiF, anche quando sono apparentemente trascurabili. Così, sebbene siano state stabilite alcune associazioni fra GPs e CCs, sono necessarie nuove misure su cristalli di LiF di almeno di un ordine di grandezza più puri, per stabilire su basi più solide gli effetti delle impurezze sulla TL e anche sui fenomeni correlati.

New measurements of thermoluminescence in lithium fluoride

Nichelatti, E.;Montereali, R.M.;Vincenti, M.A.
2015

Abstract

Misure di termoluminescenza (TL) su otto cristalli di fluoruro di litio (LiF) nominalmente puri, contenenti impurezze in quantità minori di 30 ppm, e irraggiati con raggi gamma in un ampio intervallo di dose, sono state effettuate e studiate in connessione con i centri di colore (CCs) prodotti dall’irraggiamento stesso. Un approccio cinetico al primo ordine è stato utilizzato per simulare gli spettri di TL e, come risultato, sono stati individuati dieci glow peaks (GPs) nell’intervallo da 100 a 450 °C, in accordo con misure effettuate precedentemente. Ma, nel contempo, l’associazione GPs-CCs non è stata completamente confermata, e piuttosto i GPs sono stati soprattutto associati a difetti dovuti alla presenza di impurezze. Questa inaspettata scoperta ha mostrato l’importanza primaria per i fenomeni della TL delle impurezze presenti nei cristalli di LiF, anche quando sono apparentemente trascurabili. Così, sebbene siano state stabilite alcune associazioni fra GPs e CCs, sono necessarie nuove misure su cristalli di LiF di almeno di un ordine di grandezza più puri, per stabilire su basi più solide gli effetti delle impurezze sulla TL e anche sui fenomeni correlati.
Thermoluminescence (TL) measurements of eight nominally pure lithium fluoride (LiF) crystals, containing less than 30 ppm impurities, and irradiated with vastly different gamma rays doses, has been performed and studied in connection with color centers (CCs) generated during the ionizing irradiation. A first order kinetics approach has been used to simulate the TL glow curves and, as a result, ten glow peaks (GPs) spanning from 100 to 450 °C have been unveiled, in agreement with previous measurements. However, at the same time, the already established associations GPs-CCs have not been fully confirmed, and rather the GPs were associated mostly to impurity defect centers. This unexpected discovery has shown the paramount importance of impurities in LiF crystals, also when apparently negligible, for TL phenomena. So, although a few associations between GPs and CCs have been established, new measurements on LiF crystals of highest purity at least an order of magnitude are necessary to establish on more sound bases the effects of impurities on TL and also on related phenomena.
Thermoluminescence;Color centers;LiF;Glow peak
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