通过修改银酸来定制鉛酸玻璃的光学和辐射屏蔽性能
Islam M Nabil1, Ashraf A Abul-Magd2, Hesham M H Zakaly3
1Physics Department, Faculty of Science, Fayoum University, Fayoum, Egypt.
概括
这项研究表明,将银化物 (AgI) 添加到鉛酸玻璃中,可以提高其密度和辐射屏蔽性能. 这些增强眼镜对先进的光子和中子屏蔽应用有前途.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 核工程 核工程是指核工程.
背景情况:
- 酸玻璃是一种具有调节性质的多功能材料.
- 加入银化物 (AgI) 可以改变玻璃结构并增强功能.
- 鉛酸玻璃正在探索各种应用,包括辐射屏蔽.
研究的目的:
- 调查酸玻璃在添加AgI后的结构和物理变化.
- 为了评估AgI添加酸的酸玻璃的辐射屏蔽能力.
- 为了确定AgI度对玻璃密度,光学性能和衰减系数的影响.
主要方法:
- 玻璃系列的合成: ((75-x) B2O3 + 20PbO + 5MnO2 + xAgI) 具有不同的AgI含量 (0-2.0mol%).
- 使用富里埃变换红外 (FT-IR) 光谱,光学光谱和密度测量进行表征.
- 通过蒙特卡罗模拟和Phy-X软件进行辐射屏蔽评估,分析线性衰减系数 (μ),质量衰减系数 (μm) 和半值层 (HV).
主要成果:
- 密度随着AGI含量线性增加 (从3.12g/cm3增加7.7%至3.36g/cm3),而摩尔体积则减少.
- FT-IR表示的AgI充当了格子修饰器,将BO4转换为BO3单位,并增加非桥接氧气 (NBO).
- 光带间隙减少 (3.04%的减少,从2.96到2.87 eV),而Ag+离子更有利于Mn2+过渡到八面体位点.
- 辐射屏蔽分析显示,随着AGI度的增加,线性衰减系数的增加.
- 快速中子去除能力在较高的AgI度下显著增强.
结论:
- 在鉛酸玻璃中,AgI的加入會導致顯著的結構變化.
- 增强的密度,改变的结构单元和光学特性有助于改善辐射屏蔽.
- 含有AgI添加剂的鉛酸玻璃表现出卓越的光子和中子屏蔽能力,使其适用于先进的应用.
