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Articolo pubblicato il 17-06-2006
di Claudio Furetta
Instituto de Ciencias Nucleares
Universidad Nacional Autonoma de Mexico
Mexico, D.F.
Numero 28-29 - Anno 3
17 Giugno 2006
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Fenomeni termostimolati
La termostimolazione di materiali, in genere solidi cristallini, ha dato
luogo da una serie di tecniche usate sia per la caratterizzazione dei cristalli,
che per il loro utilizzo in talune applicazioni pratiche.
I metodi che si avvalgono del fenomeno della stimolazione termica possono
essere elencati come segue:
- Termoluminescenza (TL)
Il campione cristallino in studio è riscaldato dopo essere stato esposto all’effetto
di una radiazione ionizzante, per esempio raggi X, raggi gamma, particelle
di vario tipo, o della radiazione ultravioletta.
Durante il riscaldamento, il campione rilascia l’energia, immagazzinata
precedentemente per effetto della radiazione, sotto forma di luce.
Tale emissione luminosa si può graficare in funzione della temperatura di
riscaldamento o del tempo.
- Emissione elettronica termostimolata (TSEE)
Dopo aver esposto il campione all’effetto di una radiazione ionizzante, come nel caso
della termoluminescenza, esso viene sottoposto ad un campo elettrico esterno e
contemporaneamente riscaldato. Durante il riscaldamento si registra un’emissione di
elettroni dalla superficie del campione.
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Conduttività stimolata termicamente (TSC)
Il campione in studio, dopo essere stato irradiato, viene raffreddato.
Si applica quindi un campo elettrico e si comincia a riscaldare il campione.
Durante il riscaldamento si misura la corrente generata in funzione del tempo e
della temperatura.
Per quanto riguarda le applicazioni delle precedenti tecniche di termostimolazione,
quella che ha la piu’ vasta applicazione e’ la termoluminescenza.
Essa viene infatti applicata allo studio strutturale dei cristalli,
al fine di determinarne alcune caratteristiche fisiche legate ai difetti
cristallini, per esempio l’energia relativa ai centri di intrappolamento generati
dai difetti reticolari ed altri parametri relativi.
La termoluminescenza trova inoltre una grande applicazione nella dosimetria delle
radiazioni ionizzanti, sia al livello protezionistico che in sede di radiologica
e radioterapia per determinare la dose ricevuta al paziente.
Altra sua applicazione è la datazione di reperti archeologici.
L’emissione elettronica termostimolata, essendo un fenomeno relativo agli strati
superficiali del materiale, può essere usata nella realizzazione di rivelatori
di particelle che interagiscono solo superficialmente con la materia; è questo
il caso delle particelle alfa e delle particelle beta di basso energia, che
rilasciano la loro energia solo superficialmente.
Per quanto riguarda la conduttivita’ termicamente stimolata, essa viene usata,
al pari della termoluminescenza, per la caratterizzazione dei cristalli.
E’ interessante inoltre poter correlare misure TSC con misure TL: mentre
la prima misura le cariche rilasciate durante il riscaldamento,
la seconda e’ una misura della loro ricombinazione.
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Autore: di Claudio Furetta
Instituto de Ciencias Nucleares
Universidad Nacional Autonoma de Mexico
Mexico, D.F.
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