辐射热致发光英文解释翻译、辐射热致发光的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 radiothermoluminescence
相关词条:
1.radiothermostimulation
分词翻译:
辐射的英语翻译:
radialization; radiation
【化】 irradiation
【医】 radiate; radiation; radio-
热致发光的英语翻译:
【化】 thermoluminescence
专业解析
辐射热致发光(Radiation-Induced Thermoluminescence, RITL),在汉英词典中通常对应英文术语Radiation-Induced Thermoluminescence 或更常见的Thermoluminescence (TL)。它是一种特殊的物理现象,指某些绝缘体或半导体材料(称为热释光材料或磷光体)在吸收电离辐射(如α、β、γ射线或X射线)的能量后,其内部晶体结构会捕获受激发的电子或空穴,形成亚稳态的“陷阱”。当这些受过辐照的材料随后被加热时,被捕获的电子获得足够能量跳出陷阱,与空穴复合,并以可见光或近可见光光子的形式释放出储存的能量。这种因受热而发光的现象,其根源在于材料先前受到的辐射照射,因此称为“辐射热致发光”。
详细解释:
-
原理与过程:
- 辐射激发: 当电离辐射穿过热释光材料(如氟化锂 LiF、石英 SiO₂、方解石 CaCO₃、陶瓷等)时,会将能量传递给材料中的电子,使电子从价带跃迁到导带,同时在价带留下空穴。
- 能量储存(陷阱捕获): 材料晶体结构中的晶格缺陷(如杂质原子、空位等)会形成局域的“陷阱”能级,位于禁带之中。受激发的电子或空穴可能被这些陷阱捕获并储存起来。此时,材料本身并不发光,但已将辐射能量以亚稳态的形式储存于晶格中。
- 热致发光: 当材料被加热时,受热激发(热能)为被捕获的电子提供了足够的能量,使其从陷阱中释放出来(退陷阱)。这些电子返回到较低能态(如与空穴复合)时,多余的能量以光子的形式释放出来,产生发光现象。发光的强度通常与材料先前吸收的辐射剂量在一定范围内成正比。
- 关键点在于,发光是由加热触发的,但其能量来源是先前吸收的辐射。
-
核心应用领域:
- 辐射剂量测量: 这是辐射热致发光最成熟和广泛的应用。热释光剂量计(TLD)如 LiF:Mg,Ti(氟化锂掺杂镁钛)或 CaSO₄:Dy(硫酸钙掺杂镝)被佩戴在人员或放置在环境中。它们吸收环境辐射(如γ射线、X射线),之后在实验室中加热测量其发光强度,从而精确测定所接受的辐射剂量。这是核工业、医疗放射工作人员、环境监测等领域重要的个人和环境剂量监测手段。国际原子能机构(IAEA)在其技术文件中详细阐述了TLD的原理和应用标准 。
- 地质与考古测年: 矿物(如石英、长石)或陶瓷、烧制过的燧石等考古材料在自然界中会受到环境辐射(来自土壤中的铀、钍、钾放射性同位素及宇宙射线)。这些辐射在矿物中累积,产生被捕获的电荷。在实验室中加热这些样品并测量其热释光强度,可以推算出样品最后一次受热事件(如陶瓷烧制、火山熔岩冷却)以来的时间,因为加热事件会“归零”之前累积的陷阱电荷。美国国家标准与技术研究院(NIST)的物理测量实验室对热释光测年的物理基础有权威解释 。
- 材料科学研究: 用于研究晶体缺陷、杂质中心、能量传递过程等。热释光曲线(发光强度随温度变化的图谱)的形状和峰位能提供关于陷阱深度、分布等信息。
-
物理机制理解:
- 该现象本质上涉及固体物理中的能带理论、缺陷物理和发光动力学。辐射能量在材料中产生电子-空穴对,晶格缺陷作为载流子(电子/空穴)的陷阱中心。热能提供了克服陷阱束缚能(活化能)的驱动力,使载流子释放并发生辐射复合发光。权威的物理学和材料科学著作,如期刊《核仪器与方法》(Nuclear Instruments and Methods in Physics Research)经常刊载关于热释光机制和材料研究的深入论文 。
辐射热致发光(Radiation-Induced Thermoluminescence)描述的是一种两步过程:材料首先吸收并储存电离辐射的能量(通过电子/空穴被晶格缺陷捕获),随后在受热时,储存的能量以光的形式释放出来。这一现象不仅是理解固体中能量储存和释放机制的重要窗口,更是辐射剂量学和地质/考古测年等实际应用领域的核心技术基础。其核心在于“辐射储能,加热发光”。
网络扩展解释
“辐射热致发光”这一表述需拆解为“辐射”“热致”“发光”三部分理解,并结合物理机制进行解释:
一、核心概念
-
辐射
指能量以电磁波或粒子形式从源头向外传播的现象。所有温度高于绝对零度的物体都会产生热辐射,其波长范围与温度相关,高温时可见光成分增加。
-
热致发光
通常指物体因受热而发光的现象。当物体被加热到一定温度(如500℃以上),其热辐射的峰值波长进入可见光波段(380-780nm),从而肉眼可见发光。例如铁块加热至红热状态。
二、科学原理
-
热辐射机制
微观上,物体内原子、分子的振动导致电荷运动变化,进而辐射电磁波。温度升高时,粒子振动加剧,辐射总能量增大,且短波成分(如可见光)比例上升。
-
黑体辐射规律
根据普朗克定律,黑体辐射的强度与波长、温度相关,公式为:
$$
B_lambda(T) = frac{2hc}{lambda} cdot frac{1}{e^{frac{hc}{lambda k T}} - 1}
$$
温度升高时,辐射峰值波长向短波方向移动,高温下可见光辐射显著增强。
三、与热释光的区别
热释光(Thermoluminescence)是另一种加热发光现象,但机制不同:
- 热释光:晶体受热时释放储存的辐射能(如电子从晶格陷阱中逃逸并发光),属于一次性冷发光。
- 热致发光:直接由热激发产生连续光谱的电磁辐射,如烧红的金属发光。
四、应用实例
- 工业领域:金属锻造时通过观察颜色判断温度(如“红热”约500-800℃)。
- 天文学:通过恒星光谱分析其表面温度(如红色低温星、蓝色高温星)。
“辐射热致发光”可理解为物体因受热导致电磁辐射增强并进入可见光波段的现象,其本质是热辐射的宏观表现。
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