热释光简单介绍
热释光检测的原理
热释光文物鉴定技术是一门高科技技术，已经广泛为世界各大博物馆和著名拍卖公司所接受，在欧美更可以作为法院认可的断代证据。
但在国内一般的收藏家们对热释光技术缺少了解，对它的科学原理和实际应用还不太熟悉。
为此对热释光技术做一些通俗的解释。
对古陶瓷的科学鉴定有专业性的理解。
一般的收藏家和古陶瓷专家缺乏现代的物理学知识，对“热释光”鉴定原理总是不太明白，下面用通俗的语言对热释光鉴定技术做个简括的介绍？简单地说，一件古陶瓷在它被烧成之日起，便不断地吸收和累积外界的幅射能量，这个能量和烧成后的时间长短有关。
“热释光”方法就是通过测量这件古陶瓷内累积的幅射能，从而确定烧成时间的长短，达到断代的目的。
由于该器件的时间信息完全储存在它本身中，因此只需在该器件上取样检测即可断代，而不必与该窑址的出土样品数据进行比对，所以这是一种绝对断代方法，是很准确可靠的。
但器件的胎、釉成分，埋在地下的深度和环境，不会影响检测结果吗？应该说有影响的，但都处在正常的误差范围之内。
如一件北宋的瓷器，检测结果可能会给出：一千年加减五十年。
这加减五十年就是误差，它就是由其它因素引起的。
加减五十年，时间幅度就是一百年了，用这一方法就只能确定"老"或"新"，而不能准确断定是在那一个皇帝的朝代生产的了吧？一般说来，年代越长误差就越大，对“高古”器件，的确不能断代至某一皇朝。
但对收藏界而言，古陶瓷鉴定最重要的是定“新、老”，排除赝品。
达到这一步，基本上已大功告成。
再结合对胎、釉、彩、纹、工的“目鉴”，比对有确定纪年的典型器，器件的更准确的时间定位是可以决定的。
事实上，对高古器件收藏家也不要求那幺准确，如北宋器件能定出早、中、晚期就十分满意了。
另一方面，对年代比较短的明清瓷器，时间误差就比较短，比如一、二十年，这就可以断代至某一皇朝。
“热释光”古陶瓷鉴定方法的历史和现状是怎样的？热释光现象三百多年前就已发现了，在上个世纪六十年代它被发展成为一项考古、测年的新技术。
热释光_实验报告
一、实验目的1. 了解热释光剂量仪的工作原理，并掌握热释光剂量仪的正确使用方法。
2. 了解照射距离和屏蔽材料对测定射线照射量的影响，并掌握外照射防护的基本原则。
3. 通过实验，掌握热释光剂量法的测量原理和方法。
二、实验原理热释光剂量法（Thermoluminescence Dosimetry，简称TLD）是一种利用固体材料在受到电离辐射照射后，其内部缺陷中心捕获的电荷载流子随时间积累，并在加热过程中以光的形式释放出来的原理，来测定辐射剂量的方法。
TLD法具有组织等效性好、灵敏度高、线性范围宽、能量响应好、可测较长时间内的累积剂量、性能稳定、使用方便等优点，在辐射防护测量，特别是个人剂量监测中有着广泛的应用。
热释光剂量仪的基本工作原理是：经辐照后的待测组件由仪器内的电热片或热气等加热，待测组件加热后所发出的光，通过光路系统滤光、反射、聚焦后，通过光电倍增管转换成电信号。
输出显示可用率表指示出发光峰的高度（峰高法）或以数字显示出电荷积分值（光和法），最后再换算出待测组件所接受到的照射量。
三、实验内容1. 测量LiF组件的发光曲线，选择加热程序。
2. 校准热释光剂量仪。
3. 用光和法测量不同照射距离上的照射量。
4. 根据对减弱照射量的要求，选择铅屏蔽体的厚度。
四、实验步骤1. 准备工作：将待测LiF组件置于实验室内，用辐射源进行照射，照射剂量分别为0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 Gy。
2. 发光曲线测量：将辐照后的LiF组件放入热释光剂量仪，选择合适的加热程序，测量发光曲线，并记录数据。
3. 校准热释光剂量仪：根据标准剂量值，对热释光剂量仪进行校准，确保测量结果的准确性。
4. 照射量测量：在实验室内，将LiF组件放置在不同照射距离处，用辐射源进行照射，照射剂量分别为0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 Gy。
用光和法测量不同照射距离上的照射量，并记录数据。
热释光简单介绍(精品课件)
间接复合：导带中的自由电子与在R处被俘获的
空穴复合。
对于半导体或绝缘体，间接复合的概率大于直接复 合，尤其对宽禁带的半导体和绝缘体。 自由电子被俘获在能级T（b过程）上，被俘获的电 子吸收能量E后释放回到导带，则发生复合。单位时 间电子从陷阱中释出的概率为p
式中 s 为频率因子，在此模型中是与时间无关的一 常量，E是激活能（陷阱深度），к是波尔兹曼常数， T为绝对温度。
当然，不管是最大辐射剂量还是最小辐射剂量，都与我 们在实验中使用的检测仪器、分析手段等相关。
衰退
热释光材料辐照后热释光衰减的现象。 一般，放置时间越长，放置温度越高，衰退越严重， 并且低温热释光峰比高温热释光峰衰退更为严重。
造成衰退的原因可能有以下几点： 一：在室温下浅陷阱中俘获的载流子可能在热、光 等作用下从陷阱中逃出。这就要材料在处理、使用、 保存尽可能的避光。 二：由于量子隧道效应造成的与温度无关的衰退。
简单模型
一个陷阱中心一个复合中心
热释光发光过程
热释光发光是基于固体的能带理论，理想 的晶体材料（绝缘体或半导体）中电子处于价带， 当晶体中存在缺陷时，在禁带中会产生定域能级， 此时电子可以处在定域能级上。如下图所示：
Ef ：费米能级 T ：势电子陷阱
俘获电子 H中心 R ：势空穴陷阱 俘获空穴 F中心 Eg ：禁带能
16、业余生活要有意义，不要越轨。2 020年1 0月4日 星期日 10时17 分55秒1 0:17:55 4 October 2020
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。上 午10时1 7分55 秒上午10时17分 10:17:5 520.10.4
谢谢大家
主要内容
➢热释光（TL）的基本概念 ➢热释光发光简单模型 ➢热释光剂量计（TLD）材料的 一般特征
热释光个人剂量计原理
热释光个人剂量计原理热释光是一种物质在受到辐照后释放储存在其中的能量的现象。
这种能量储存在物质的晶格结构中，一旦晶格结构被激活，这些能量便开始以光的形式释放出来。
热释光个人剂量计利用这一原理来测量辐射剂量。
热释光个人剂量计的主要组成部分是热释光材料，一般是由稀土元素掺杂的结晶体。
当材料受到辐照时，辐射能量会被吸收，并以电子激发的形式存储在晶格中。
当剂量计暴露在恒温环境下加热时，电子会从激发态返回到基态，释放出能量并发出光。
在使用之前，热释光个人剂量计需要被预热，以清除材料中的任何已有激发态。
剂量计被佩戴在人体暴露于辐射的区域，比如袖口、胸部或腰部。
当人体暴露于辐射时，辐射能量会被剂量计吸收，并激发材料中的电子。
剂量计会在使用之前注入基准信号，允许测量辐射剂量与基准信号之间的差异。
当测量周期结束后，剂量计被取下并放置在读数系统中。
读数系统通常是一种专门的仪器，能够控制剂量计的加热速率和测量热释光的光强度。
加热的过程中，剂量计会释放出存储在其中的激发能量，产生光。
读数系统会收集和记录这些光的强度，并根据之前注入的基准信号计算出辐射剂量。
热释光个人剂量计的优势在于它的回放性能和较宽的剂量范围。
剂量计可以被重复使用，只需清洁和校准即可。
此外，它对不同类型辐射的响应较为均匀，能够准确测量辐射剂量的大小。
这使得热释光个人剂量计成为广泛应用于核工业、医疗诊断和放射治疗等领域的重要工具。
总结起来，热释光个人剂量计利用热释光原理测量辐射剂量。
当热释光材料受到辐照时，材料会吸收并存储辐射能量。
加热过程中，材料会释放出存储的能量并发出光。
通过测量和记录这些光的强度，可以推算获得人体受到的辐射剂量。
热释光个人剂量计具有回放性能，对不同类型辐射的响应较为均匀，是一种广泛应用于辐射测量领域的有效工具。
热释光 原理
物流经济管理模式及其战略发展决策分析物流经济管理模式是指为了实现物流效益最大化和整体优化的目标，以物流为核心，采用一定的管理方法和技术手段，对物流活动进行全面规划、组织、指导和控制的一种管理方式。
物流经济管理模式的选择和决策对于企业的物流运营和发展具有重要影响，下面就物流经济管理模式及其战略发展决策进行分析。
一、物流经济管理模式的分类1. 传统物流经济管理模式：以降低物流成本为主要目标，重点关注物流环节中的各个环节的效率和成本控制，采取线性管理模式，即各个环节分工互不影响，各司其职。
2. 现代物流经济管理模式：以提高物流效率和增加附加值为主要目标，强调物流各个环节之间的协调，采取可持续发展的管理模式，即通过优化物流系统和整合资源，实现物流过程中各环节的协调运作。
二、传统物流经济管理模式的优势和劣势1. 优势：(1) 分工精细：降低了物流成本，提高了效率。
(2) 细节把控：各个环节互不影响，可以精确控制每个环节的质量和时间。
(3) 易于实施：传统物流模式相对简单，易于实施。
2. 劣势：(1) 环节孤立：各个环节之间缺乏协调性，导致物流过程中信息传递不及时，容易出现问题。
(2) 低效率：由于缺乏全局的规划和协调，容易导致资源浪费，效率低下。
(3) 适应性弱：传统物流模式的适应性较弱，不利于应对市场变化和需求变化。
三、现代物流经济管理模式的优势和劣势1. 优势：(1) 协同效应：各个环节之间有机组合，相互之间协作，强调信息共享和沟通，提高物流的响应速度和效率。
(2) 附加值提升：通过整合资源和创新服务模式，提高物流附加值，增加企业竞争力。
(3) 可持续发展：现代物流模式注重环境保护和资源利用，实现可持续发展。
2. 劣势：(1) 资源投入较大：现代物流模式需要投入大量的资源进行信息技术建设和组织调整。
(2) 管理难度加大：由于现代物流模式涉及到多个环节和利益相关方，管理难度较大。
(3) 应对复杂环境的挑战：现代物流模式需要应对市场竞争、技术变革等多种复杂环境的挑战，需要不断进行创新和调整。
热释光
热释光的测量系统组成
热释光测定装置构成 加热系统－－电热盘 光测量 记录及数据处理系统光电倍增管 热信号为记录仪的x轴，热释光对温度 的反应强度为Ｙ轴
光测量由探测、转换和记录三部分组成
光打到阴极，光子转换成电子（光电材料的 作用）
电子到达阳极，在阳极产生电子脉冲
阳极输出的信号通过脉冲放大器和甄别器把 选择出来的脉冲输入光子率表
在暗室红光中破碎并分选石英单矿物 样品磨至150 目左右 30%氟硅酸(20 mபைடு நூலகம்/g)溶蚀6 d 溶蚀长石颗粒 每个样品制10 片,每片的样品量为4mg 左
右 在暗室中用90Srβ源对样品进行不同剂量
的辐照 辐照完后在暗室中放置4 个星期, 然后进行
释光测定
测定过程
加热速度2K/ s 测定的光波波长范围300 —1000nm , 每
热释光的应用
热释光测年法范围 5000年到50000年 甚至50万年
采集样品
采样前用热释光剂量仪放在取样品的位 置上（几个月到一年）
测出一年的平均辐射剂量
获用闪烁计数器测定取样点的平均辐射 剂量（几分钟即可）
采样用不透光钢筒挤压取样，并密封 保证样品不受高温、各种光线的辐射
样品处理
(TL) – A radiometric dating technique
in which the amount of light energy released
when heating a sample
the amount of light energy is measured as an indicator of the time since it was last heated to a critical temperature
热释光 标准
热释光标准
热释光测试是一种材料无损检测技术，它利用晶体在受热释放记忆时可以发出可见光，通过光强变化来研究材料的使用寿命。
热释光测试技术可以用来测量从石器时代到现代的陶瓷、玻璃、硅酸盐、塑料、水晶、贝壳等材料的使用时间。
热释光测量结果不受操作人员的主观因素影响，也不受环境因素的干扰，具有很好的重复性和可再现性。
此外，热释光测量结果可以与标准样品进行对比从而得出精确的时间测量结果。
热释光测量时间精度取决于样品本身和测量条件，如加热温度、加热时间等。
因此，热释光标准可能因不同的测量条件和样品性质而有所差异，建议在使用热释光测试时，遵循专业测量机构或实验室的指导或标准操作程序。
如有需要，可以咨询专业的材料测试机构或化学实验室以获取更具体的信息。
热释光 应力发光
热释光应力发光全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：热释光和应力发光是两种不同的发光现象，都是由于材料内部的能量激发而产生的发光现象。
热释光是指在放热过程中产生的光，而应力发光则是在材料受到应力作用时产生的光。
两者在原理和应用方面有着不同的特点，下面我们就来详细了解一下。
让我们来看看热释光。
热释光是一种在物质晶体结构中存储了能量后，在受到外界刺激（如热量）时释放出来的光。
这种现象最早是在矿物中被观察到的，后来人们发现也可以在人造材料中观察到这种现象。
热释光的产生主要是通过热能激发晶体结构内电子的跃迁来实现的。
当晶体中的电子跃迁时，会释放出光子，从而产生发光现象。
热释光的应用非常广泛。
在生活中，我们常常会看到热释光被应用在荧光钟、光闹钟等产品中。
热释光也在工业领域中得到了广泛的应用，用于制造荧光标识、计步器、永久光源等产品。
通过热释光技术，可以实现无需电池或外界能源，持续发光的效果，具有很高的环保性和节能性。
接下来，我们来看看应力发光。
应力发光是在材料受到外部应力作用时，由于内部能量的激发而产生的发光现象。
这种现象最早是在科学实验中被观察到的，后来被应用到了材料应力监测和结构健康检测中。
应力发光是通过应力激发材料中内部缺陷、断裂或其它缺陷导致局部应力集中、电子跃迁等原因而产生的。
应力发光的应用也非常广泛。
在工程领域中，应力发光被广泛应用于结构健康监测、材料损伤检测、残余应力分析等领域。
通过应力发光技术，可以实现对材料内部应力和损伤的实时监测和分析，为工程结构的设计和维护提供了重要的依据。
热释光和应力发光是两种不同的发光现象，分别由热能和应力激发所引起。
它们在原理和应用方面有着不同的特点，但都具有重要的应用价值。
未来随着科学技术的发展，热释光和应力发光技术将会得到更广泛的应用和发展，为各个领域的科学研究和工程实践提供更多的可能性。
第二篇示例：热释光和应力发光是两种不同的发光现象，在材料科学领域发挥着重要作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二级动力学发光曲线特征：发光曲线显得更对称， 高温侧宽度略大约低温侧，随n的增加，温峰向低温 移动。如下图
通用级动力学：在实际的发光过程中一级、二级动力学 都不可能存在，May和Partridge给出了如下经验表达式
式中b是动力学的级，不等于1和2，S’=
式中 式。
。 当b=1,2时，通用级回到一级、二级动力学表达
退火行为
退火:将材料缓慢加热到一定温度，保持足够时间， 然后以一定速度冷却的过程。 我们知道,退火可以改变材料的缺陷分布,从而改 变材料的性能。在实际应用中要求TLD材料尽可能 的多次使用，而辐射之后经历的退火能有效的重新 建立缺陷平衡，进而使之能再次使用。不同的退火 温度对陷阱的排空不一样，进而产生不同的发光峰 和灵敏度，此外，冷却速率的不同可以影响缺陷的 存在形式（如聚合体和离子体）和存在状态（如沉 积态和游离态），这些都会影响TL的发光中心和发 光曲线形状。
敏化：吸收辐射剂量后，材料灵敏度增加的现象。
剂量响应曲线
剂量响应：TL强度随吸收剂量的变化。在理想情况 下，TL随吸收剂量D的变化曲线在很大范围内呈线性变 化。但很多实际使用的剂量材料都出现非线性，典型的 情况是随着剂量的增加，先是线性响应，再是超线性响 应，最后在接近饱和时是亚线性响应。如下图：
当然，不管是最大辐射剂量还是最小辐射剂量，都与我 们在实验中使用的检测仪器、分析手段等相关。
衰退
热释光材料辐照后热释光衰减的现象。
一般，放置时间越长，放置温度越高，衰退越严重， 并且低温热释光峰比高温热释光峰衰退更为严重。 造成衰退的原因可能有以下几点：
一：在室温下浅陷阱中俘获的载流子可能在热、光 等作用下从陷阱中逃出。这就要材料在处理、使用、 保存尽可能的避光。 二：由于量子隧道效应造成的与温度无关的衰退。
此外，还应注意剂量率对TL的影响。
能量响应
热释光材料的热释光强度随辐射能量的变化关系。 材料中发射的热释光强度与吸收的能量成正比， 故评估材料的吸收系数随辐射能量的变化很重要。 在计量学上，要求探测器在很宽的能量范围内都呈 现出恒定的响应。对个人剂量学，由于要评估身体 细胞的吸收剂量，所以要求有所谓的组织等效剂量 计。
热释光剂量计（TLD）材料的一般特 征
灵敏度
TLD材料的灵敏度是由单位质量、单位吸收剂量发 出的热释光强度来确定。由此可看出灵敏度依赖于热释 光测量过程，例如加热速率、光探测体系。灵敏度还与 样品的制备过程、物理形态（单晶、粉末、薄膜等）和 退火过程相关。此外，灵敏度还依赖于电离辐射的种类 和能量。
李国栋 2013.10.13
主要内容
热释光（TL）的基本概念 热释光发光简单模型 热释光剂量计（TLD）材料的
一般特征
基本概念
热释光的定义 热释光是绝缘体或半导体加热时从中发 出的光(TL) 注意：热释光是物质预先吸收了辐射能 量之后受热激发所发出的光，不能与物质加 热到白炽化时自发发射的光混淆。物质能吸 收并储存辐射能量是其在辐射剂量方面应用 的基础。
热释光材料及基本要素
热释光材料 当受到辐射之后加热时能发出热释光的物 质 材料的基本要素： 1. 必须是绝缘体或半导体，金属不存在热释光 2. 在受辐照时必须吸收能量 3. 加热时可激发光辐射 注意：热释光是一次发光，一旦材料已产生 热释光，为了再发光，就必须再次辐照该材料， 而不能简单的冷却样品后再加热的想法使其再次 发出热释光
物理形态
一般TLD材料的物理形态是粉末和固体片。固体片 通常由单晶，多晶，磷光体粘合物压合等组成，而 它们的几何形状、尺寸，如薄膜，圆片，正方体以 及厚度都会影响材料的发光。对粉末，颗粒的大小、 直径也会影响材料的发光。以上这些都需要在实验 过程中引起注意。
Thank you！
简单模型下动力学的“级”
一级动力学：Wilkins 和Randall假设在加热过程中再俘 获概率可忽略，有 ，（7）式可简化如下：
在实验中一般温度随时间线性升高
得到 一级动力学下热释光曲线的表达式：
二级动力学：Garlick和 Gibson考虑再俘获的可能，并 假设陷阱远没有饱和，有 ， 又 （7）式可简化如下： 同样采取线性加热，可得到二级动力学发光曲线表达式
探测范围
TLD材料的探测范围是指材料可探测到的最小辐射剂量 和最大辐射计量。
材料的最小辐射计量在实际的一些低剂量应用中很重要， 如在环境监测中探测环境背景剂量，在医学领域也需要 很低计量范围内很敏感的计量材料。最大辐射计量由于 剂量响应度曲线超线性接近于饱和，所以很难测量具体 值，我们一般取剂量响应度曲线线性区的结束点为最大 探测范围。
对于半导体或绝缘体，间接复合的概率大于直接复 合，尤其对宽禁带的半导体和绝缘体。 自由电子被俘获在能级T（b过程）上，被俘获的电 子吸收能量E后释放回到导带，则发生复合。单位时 间电子从陷阱中释出的概率为p
式中 s 为频率因子，在此模型中是与时间无关的一 常量，E是激活能（陷阱深度），к是波尔兹曼常数， T为绝对温度。
简单模型
一个陷阱中心一个复合中心
热释光发光过程
热释光发光是基于固体的能带理论，理想 的晶体材料（绝缘体或半导体）中电子处于价带， 当晶体中存在缺陷时，在禁带中会产生定域能级， 此时电子子陷阱 俘获电子 H中心 R ：势空穴陷阱 俘获空穴 F中心 Eg ：禁带能 a:电子和空穴的产生 c:热激发电子的释放 b:电子和空穴的俘获 d:电子和空穴的复合
当辐射吸收能量大于Eg时，引起价带电子的电离 (a过程），在导带上产生自由电子，价带上产生 自由空穴。这些自由载流子可相互结合(d过程） 或者被定域能级俘获（b过程），但在它们各自 的非定域能带内保持自由 直接复合：导带中的电子与价带中的空穴直接复 合 间接复合：导带中的自由电子与在R处被俘获的 空穴复合。