当前位置:
X-MOL 学术
›
Radiat. Phys. Chem.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Design and characterization of borosilicate glass modified with TiO2 for enhanced optical and radiation shielding applications
Radiation Physics and Chemistry ( IF 2.8 ) Pub Date : 2024-08-26 , DOI: 10.1016/j.radphyschem.2024.112150 Mohammad H. Alhakami , A.S. Abouhaswa , Numa A. Althubiti , Taha Abdel Mohaymen Taha
Radiation Physics and Chemistry ( IF 2.8 ) Pub Date : 2024-08-26 , DOI: 10.1016/j.radphyschem.2024.112150 Mohammad H. Alhakami , A.S. Abouhaswa , Numa A. Althubiti , Taha Abdel Mohaymen Taha
This work investigates the potential of borosilicate glass doped with titanium dioxide (TiO) for radiation shielding applications. The study explored the impact of varying TiO concentrations on the glass structure, optical properties, and radiation shielding effectiveness. X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy confirmed the amorphous nature of the glasses. The addition of TiO affected the glass network structure, as evidenced by changes in the Raman spectra and density measurements. UV–Vis spectroscopy revealed a red shift in the absorption edge (416–481 nm) and a decrease in the indirect optical band gap (2.91–2.70 eV) with increasing TiO content. The refractive index also increased from 2.54 to 3.54 with TiO concentration. The mass attenuation coefficient (MAC) and linear attenuation coefficient (LAC) increased significantly with TiO addition, indicating enhanced radiation attenuation capability. The inclusion of TiO reduced the half-value layer (HVL), tenth-value layer (TVL), and mean free path (MFP), while increasing the effective atomic number (Z). The effective electron density (N) and effective conductivity (C) showed a slight increase with TiO content. Energy build-up factors (EBF and EABF) indicated a higher rate of radiation intensity increase and energy absorption within the glass due to the presence of TiO. Finally, the incorporation of TiO into borosilicate glass offered a promising approach to developing improved optical and radiation shielding glasses.
中文翻译:
用于增强光学和辐射屏蔽应用的二氧化钛改性硼硅酸盐玻璃的设计和表征
这项工作研究了掺杂二氧化钛 (TiO) 的硼硅酸盐玻璃在辐射屏蔽应用中的潜力。该研究探讨了不同的二氧化钛浓度对玻璃结构、光学性能和辐射屏蔽效果的影响。 X 射线衍射 (XRD) 和拉曼光谱证实了玻璃的非晶态性质。拉曼光谱和密度测量的变化证明了 TiO2 的添加影响了玻璃网络结构。紫外-可见光谱显示,随着 TiO2 含量的增加,吸收边(416-481 nm)发生红移,间接光学带隙(2.91-2.70 eV)减小。随着 TiO2 浓度的增加,折射率也从 2.54 增加到 3.54。添加 TiO 后,质量衰减系数(MAC)和线性衰减系数(LAC)显着增加,表明辐射衰减能力增强。 TiO 的加入减少了半值层 (HVL)、十分之一值层 (TVL) 和平均自由程 (MFP),同时增加了有效原子序数 (Z)。有效电子密度(N)和有效电导率(C)随着TiO含量的增加而略有增加。能量累积因子(EBF 和 EABF)表明,由于 TiO2 的存在,玻璃内的辐射强度增加率和能量吸收率更高。最后,将 TiO2 掺入硼硅酸盐玻璃中,为开发改进的光学和辐射屏蔽玻璃提供了一种有前途的方法。
更新日期:2024-08-26
中文翻译:
用于增强光学和辐射屏蔽应用的二氧化钛改性硼硅酸盐玻璃的设计和表征
这项工作研究了掺杂二氧化钛 (TiO) 的硼硅酸盐玻璃在辐射屏蔽应用中的潜力。该研究探讨了不同的二氧化钛浓度对玻璃结构、光学性能和辐射屏蔽效果的影响。 X 射线衍射 (XRD) 和拉曼光谱证实了玻璃的非晶态性质。拉曼光谱和密度测量的变化证明了 TiO2 的添加影响了玻璃网络结构。紫外-可见光谱显示,随着 TiO2 含量的增加,吸收边(416-481 nm)发生红移,间接光学带隙(2.91-2.70 eV)减小。随着 TiO2 浓度的增加,折射率也从 2.54 增加到 3.54。添加 TiO 后,质量衰减系数(MAC)和线性衰减系数(LAC)显着增加,表明辐射衰减能力增强。 TiO 的加入减少了半值层 (HVL)、十分之一值层 (TVL) 和平均自由程 (MFP),同时增加了有效原子序数 (Z)。有效电子密度(N)和有效电导率(C)随着TiO含量的增加而略有增加。能量累积因子(EBF 和 EABF)表明,由于 TiO2 的存在,玻璃内的辐射强度增加率和能量吸收率更高。最后,将 TiO2 掺入硼硅酸盐玻璃中,为开发改进的光学和辐射屏蔽玻璃提供了一种有前途的方法。