Исследование излучательных и абсорбционных свойств натуральных исинтетических стекол, подвергнутых гамма-облучению
Authors: Агамалян Н. Р. , Гамбарян И. А. , Гюласарян А. Т. , Кафадарян Е. А. , Нерсисян М. Н. , Чилингарян Г. Н. , Сааков А. С. , Саргсян А. А. , Азатян Т. С. , Баграмян В. В. 
Published: November 2024

Образцы натурального стекла (полупрозрачный обсидиан) и синтетического стекла, полученного из природного перлитового сырья и близкого по составу с обсидианом, были облучены при комнатной температуре -фотонами со средней энергией 1.25 MeV различными дозами вплоть до 1300 кГр от источника излучения 60Co. Известно, что -излучение влияет на оптические свойства стекла в зависимости от состава, а также от наличия дефектов в стеклянном каркасе. Анализ проводился методами абсорбционной, люминесцентной, КР и ЭПР спектроскопии в зависимости от доз -облучения. Проведено сравнение спектров пропускания, фотолюминесценции, КР и ЭПР для обсидиана и перлитового стекла. Разностные спектры пропускания между необлученными и облученными образцами позволили выделить полосы поглощения, за которые ответственны ионы Fe3+ в различном окружении. При возбуждении лазером с длиной волны 473 нм наблюдали видимую глазом зелено-красную фотолюминесценцию в природных и синтетических стеклах до и после облучения. Спектры КР при возбуждении лазером с длиной волны 785 нм в обоих типах исследуемых стекол до и после облучения показали колебательные частоты, характерные для стеклянных матриц, и полосу, связанную с водой в силикатной сетке стекла. Кроме того, в процессе регистрации спектров КР наблюдали интенсивную асимметричную полосу фотолюминесценции в области 850–950 нм. ЭПР измерения показали характерные для ионов Fe3+ три сигнала c g-факторами ~6.0, ~4.2 и ~2.0 для натурального и синтетического стекла. В области указанных доз -облучения обсидиан и перлитовое стекло оказались стойкими к созданию парамагнитных дефектов NBOHC.
Samples of natural glass (translucent obsidian) and artificial glass obtained from natural perlite raw material and similar in composition to obsidian were irradiated at room temperature by-photons with an average energy of 1.25 MeV in different doses up to 1300 kGy from a 60Co radiation source. It is known that -radiation affects the optical properties of glass depending on the composition as well as on the presence of defects in the glass framework. The analysis was carried out using the methods of absorption, luminescence, Raman, and EPR spectroscopy depending on the -irradiation doses. A comparison of the transmission, photoluminescence, Raman, and EPR spectra for obsidian and perlite glass was carried out. The difference transmission spectra between non-irradiated and irradiated samples made it possible to isolate the absorption bands for which Fe3+ ions in different coordination are responsible. Upon excitation with a laser with a wavelength of 473 nm, visible to the naked eye green–red photoluminescence was observed in natural and synthetic glasses before and after irradiation. Raman spectra upon excitation with a wavelength of 785 nm in both types of studied glasses before and after irradiation showed vibrational frequencies characteristic of glass matrices and a band associated with water in the silicate network of glass. In addition, during the registration of the Raman spectra, an intense asymmetric photoluminescence band was observed in the 850– 950 nm region. EPR measurements showed three signals characteristic for Fe3+ ions with gfactors of ~6.0, ~4.2 and ~2.0 in natural and synthetic glasses. In the region of the specified doses of -irradiation, obsidian and perlite glass turned out to be resistant to the formation of NBOHC paramagnetic defects.
Բնական ապակու (կիսաթափանցիկ օբսիդիան) և օբսիդիանի բաղադրությանը մոտ, բնական պեռլիտի հումքից ստացված, արհեստական ապակու նմուշները, սենյակային ջերմաստիճանում, ճառագայթահարվել են 60Co ճառագայթման աղբյուրի միջոցով՝ միջինում 1.25 ՄէՎ էներգիայով γ-ֆոտոններով, տարբեր չափաբաժիններով, ընդհուպ մինչև 1300 կԳր: Հայտնի է, որ γ-ճառագայթումը ազդում է ապակու օպտիկական հատկությունների վրա՝ կախված բաղադրությունից, ինչպես նաև ապակե ցանցի թերությունների առկայությունից: Վերլուծությունն իրականացվել է կլանման, լյումինեսցենտային, կոմբինացիոն ցրման և ԷՊՌ սպեկտրոսկոպիայի մեթոդներով ՝ կախված γ-ճառագայթման դոզաներից: Կատարվել է օբսիդիանի և պեռլիտային ապակու թափանցելիության, ֆոտոլյումինեսցենցիայի, Raman և ԷՊՌ սպեկտրների համեմատություն: Չճառագայթված և ճառագայթված նմուշների թափանցելիության սպեկտրների տարբերությունը հնարավորություն տվեց գրանցել կլանման գոտիներ, որոնց համար պատասխանատու են տարբեր կոորդինացման մեջ գտնվող Fe3+ իոնները: Բնական և արհեստական ապակիներում, 473 նմ ալիքի երկարությամբ լազերային գրգռման ժամանակ, նկատվել է, աչքի համար տեսանելի, կանաչ–կարմիր ֆոտոլյումինեսցիա ճառագայթահարումից առաջ և հետո: ՈՒսումնասիրված երկու տեսակի ապակիներում, ճառագայթումից առաջ և հետո, Raman սպեկտրներում, երբ գրգռվում է 785 նմ ալիքի երկարությամբ լազերով, գրանցվել են, ապակե մատրիցներին բնորոշ տատանողական հաճախականություններ և ապակու սիլիկատային ցանցում առկա ջրի հետ կապված կլանման գոտի: Բացի այդ, նկատվել է ֆոտոլյումինեսցենցիայի ինտենսիվ ասիմետրիկ գոտի 850–950 նմ տիրույթում։ ԷՊՌ չափումներում ստացվել են Fe3+ իոններին բնորոշ երեք ազդանշան, համապատասխանաբար ~6.0, ~4.2 և ~2.0 g- գործոններով: γ-ճառագայթման նշված չափաբաժինների շրջանում, օբսիդիանն ու պեռլիտային ապակին դիմացկուն են եղել NBOHC պարամագնիսական արատների ստեղծմանը: