輻射熱緻發光英文解釋翻譯、輻射熱緻發光的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 radiothermoluminescence
相關詞條:
1.radiothermostimulation
分詞翻譯:
輻射的英語翻譯:
radialization; radiation
【化】 irradiation
【醫】 radiate; radiation; radio-
熱緻發光的英語翻譯:
【化】 thermoluminescence
專業解析
輻射熱緻發光(Radiation-Induced Thermoluminescence, RITL),在漢英詞典中通常對應英文術語Radiation-Induced Thermoluminescence 或更常見的Thermoluminescence (TL)。它是一種特殊的物理現象,指某些絕緣體或半導體材料(稱為熱釋光材料或磷光體)在吸收電離輻射(如α、β、γ射線或X射線)的能量後,其内部晶體結構會捕獲受激發的電子或空穴,形成亞穩态的“陷阱”。當這些受過輻照的材料隨後被加熱時,被捕獲的電子獲得足夠能量跳出陷阱,與空穴複合,并以可見光或近可見光光子的形式釋放出儲存的能量。這種因受熱而發光的現象,其根源在于材料先前受到的輻射照射,因此稱為“輻射熱緻發光”。
詳細解釋:
-
原理與過程:
- 輻射激發: 當電離輻射穿過熱釋光材料(如氟化锂 LiF、石英 SiO₂、方解石 CaCO₃、陶瓷等)時,會将能量傳遞給材料中的電子,使電子從價帶躍遷到導帶,同時在價帶留下空穴。
- 能量儲存(陷阱捕獲): 材料晶體結構中的晶格缺陷(如雜質原子、空位等)會形成局域的“陷阱”能級,位于禁帶之中。受激發的電子或空穴可能被這些陷阱捕獲并儲存起來。此時,材料本身并不發光,但已将輻射能量以亞穩态的形式儲存于晶格中。
- 熱緻發光: 當材料被加熱時,受熱激發(熱能)為被捕獲的電子提供了足夠的能量,使其從陷阱中釋放出來(退陷阱)。這些電子返回到較低能态(如與空穴複合)時,多餘的能量以光子的形式釋放出來,産生發光現象。發光的強度通常與材料先前吸收的輻射劑量在一定範圍内成正比。
- 關鍵點在于,發光是由加熱觸發的,但其能量來源是先前吸收的輻射。
-
核心應用領域:
- 輻射劑量測量: 這是輻射熱緻發光最成熟和廣泛的應用。熱釋光劑量計(TLD)如 LiF:Mg,Ti(氟化锂摻雜鎂钛)或 CaSO₄:Dy(硫酸鈣摻雜镝)被佩戴在人員或放置在環境中。它們吸收環境輻射(如γ射線、X射線),之後在實驗室中加熱測量其發光強度,從而精确測定所接受的輻射劑量。這是核工業、醫療放射工作人員、環境監測等領域重要的個人和環境劑量監測手段。國際原子能機構(IAEA)在其技術文件中詳細闡述了TLD的原理和應用标準 。
- 地質與考古測年: 礦物(如石英、長石)或陶瓷、燒制過的燧石等考古材料在自然界中會受到環境輻射(來自土壤中的鈾、钍、鉀放射性同位素及宇宙射線)。這些輻射在礦物中累積,産生被捕獲的電荷。在實驗室中加熱這些樣品并測量其熱釋光強度,可以推算出樣品最後一次受熱事件(如陶瓷燒制、火山熔岩冷卻)以來的時間,因為加熱事件會“歸零”之前累積的陷阱電荷。美國國家标準與技術研究院(NIST)的物理測量實驗室對熱釋光測年的物理基礎有權威解釋 。
- 材料科學研究: 用于研究晶體缺陷、雜質中心、能量傳遞過程等。熱釋光曲線(發光強度隨溫度變化的圖譜)的形狀和峰位能提供關于陷阱深度、分布等信息。
-
物理機制理解:
- 該現象本質上涉及固體物理中的能帶理論、缺陷物理和發光動力學。輻射能量在材料中産生電子-空穴對,晶格缺陷作為載流子(電子/空穴)的陷阱中心。熱能提供了克服陷阱束縛能(活化能)的驅動力,使載流子釋放并發生輻射複合發光。權威的物理學和材料科學著作,如期刊《核儀器與方法》(Nuclear Instruments and Methods in Physics Research)經常刊載關于熱釋光機制和材料研究的深入論文 。
輻射熱緻發光(Radiation-Induced Thermoluminescence)描述的是一種兩步過程:材料首先吸收并儲存電離輻射的能量(通過電子/空穴被晶格缺陷捕獲),隨後在受熱時,儲存的能量以光的形式釋放出來。這一現象不僅是理解固體中能量儲存和釋放機制的重要窗口,更是輻射劑量學和地質/考古測年等實際應用領域的核心技術基礎。其核心在于“輻射儲能,加熱發光”。
網絡擴展解釋
“輻射熱緻發光”這一表述需拆解為“輻射”“熱緻”“發光”三部分理解,并結合物理機制進行解釋:
一、核心概念
-
輻射
指能量以電磁波或粒子形式從源頭向外傳播的現象。所有溫度高于絕對零度的物體都會産生熱輻射,其波長範圍與溫度相關,高溫時可見光成分增加。
-
熱緻發光
通常指物體因受熱而發光的現象。當物體被加熱到一定溫度(如500℃以上),其熱輻射的峰值波長進入可見光波段(380-780nm),從而肉眼可見發光。例如鐵塊加熱至紅熱狀态。
二、科學原理
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熱輻射機制
微觀上,物體内原子、分子的振動導緻電荷運動變化,進而輻射電磁波。溫度升高時,粒子振動加劇,輻射總能量增大,且短波成分(如可見光)比例上升。
-
黑體輻射規律
根據普朗克定律,黑體輻射的強度與波長、溫度相關,公式為:
$$
B_lambda(T) = frac{2hc}{lambda} cdot frac{1}{e^{frac{hc}{lambda k T}} - 1}
$$
溫度升高時,輻射峰值波長向短波方向移動,高溫下可見光輻射顯著增強。
三、與熱釋光的區别
熱釋光(Thermoluminescence)是另一種加熱發光現象,但機制不同:
- 熱釋光:晶體受熱時釋放儲存的輻射能(如電子從晶格陷阱中逃逸并發光),屬于一次性冷發光。
- 熱緻發光:直接由熱激發産生連續光譜的電磁輻射,如燒紅的金屬發光。
四、應用實例
- 工業領域:金屬鍛造時通過觀察顔色判斷溫度(如“紅熱”約500-800℃)。
- 天文學:通過恒星光譜分析其表面溫度(如紅色低溫星、藍色高溫星)。
“輻射熱緻發光”可理解為物體因受熱導緻電磁輻射增強并進入可見光波段的現象,其本質是熱輻射的宏觀表現。
分類
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