Влияние γ-облучения на полупрозрачный обсидиан серого цвета в области доз от 5 до 500 кГр

Abstract

Полупрозрачные образцы обсидиана серого цвета (объемные и порошкообразные) были облучены при комнатной температуре -фотонами со средней энергией 1.25 MeV и с различными дозами от 5 до ~500 кГр от источника излучения Co60. Известно, что -облучение влияет на оптические свойства стекла в зависимости от состава, а также от наличия дефектов в стеклянном каркасе. Анализ образцов обсидиана проводился посредством абсорбционной и отражательной спектроскопии в УФ, видимой и ИК областях, а также посредством ЭПР измерений для характеристики полупрозрачного обсидиана серого цвета в зависимости от различных доз -облучения. Разностные спектры пропускания между необлученным образцом и облученными разными дозами позволили выделить три полосы поглощения 368, 386 и 442 нм, за которые ответственны ионы Fe3+ в различном окружении. Содержание гидроксильных OH-групп, определяемое по поглощению в полосе ~4500 см−1, в диапазоне используемых доз не изменяется. ЭПР измерения показали характерные для ионов Fe3+ три сигнала c g-факторами ~6.0, ~4.2 и ~2.0, интенсивность которых в зависимости от увеличения дозы облучения растет. В области указанных доз -облучения обсидиан оказался стойким к созданию парамагнитных дефектов NBOHC. Մոխրագույն կիսաթափանցիկ օբսիդիանի նմուշները (ծավալային և փոշի) ճառագայթվել են սենյակային ջերմաստիճանում 1.25 ՄէՎ միջին էներգիայով γ-ֆոտոններով և տարբեր դոզաներով՝ 5-ից մինչև ~500 կԳր Co60 ճառագայթման աղբյուրից: Հայտնի է, որ γ-ճառագայթումը ազդում է ապակու օպտիկական հատկությունների վրա՝ կախված բաղադրությունից, ինչպես նաև ապակու մատրիցում թերությունների առկայությունից։ Մոխրագույն կիսաթափանցիկ օբսիդիանի նմուշների վերլուծությունը կախված γ-ճառագայթման տարբեր դոզաներից իրականացվել է UV, տեսանելի և IR տիրույթներում կլանման և անդրադարձման սպեկտրոսկոպիայի միջոցով, ինչպես նաև EPR չափումներով: Չճառագայթված և տարբեր դոզաներով ճառագայթված նմուշների միջև անցման սպեկտրների տարբերությունը հնարավորություն է տվել տարբերակել երեք կլանման գոտիներ 368, 386 և 442 նմ, որոնց համար պատասխանատու են տարբեր շրջապատով Fe3+ իոնները: Հիդրօքսիլ OH խմբերի պարունակությունը, որը որոշվում է կլանման ~4500 սմ–1 գոտում, չի փոխվում օգտագործվող դոզաների տիրույթում: EPR չափումները ցույց են տվել Fe3+ իոններին բնորոշ ~6.0, ~4.2 և ~2.0 g-գործոններով երեք ազդանշան, որոնց ինտենսիվությունը մեծացել է ճառագայթման դոզայի մեծացմանը զուգահեռ: Պարզվել է, որ γ-ճառագայթման նշված դոզաների տիրույթում օբսիդիանը կայուն է NBOHC պարամագնիսական թերությունների առաջացման նկատմամբ: Semitransparent gray color obsidian samples (bulk and powder) were irradiated at room temperature by Co60 radiation source with the γ-photon average energy of 1.25 MeV and with different doses from 5 to ~500 kGy. It is known that γ-irradiation influences on the optical properties of glass materials depending on the composition as well as due to the presence of defects in the glass matrix. Analysis of obsidian samples were carried out by the absorption and reflection spectroscopy in the UV, visible and IR ranges, as well as EPR measurements for characterization of semitransparent gray color obsidian depending on the γ-irradiation different doses. The difference transmittance spectra between the pristine sample and those irradiated with different doses made it possible to distinguish three absorption bands at 368, 386, and 442 nm, which are responsible for Fe3+ ions in different environments. The content of hydroxyl OH groups, determined from the absorption in the band at ~4500 cm–1, does not change in the range of used doses. EPR measurements showed three signals with g-factors of ~6.0, ~4.2, and ~2.0 characteristic for Fe3+ ions, the intensities of which increase with increasing irradiation doses. Obsidian turned out to be resistant to the formation of NBOHC paramagnetic defects in the region of the indicated doses of γ-irradiation.