Властивості радіаційних центрів в кварці, що найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної ЕПР дозиметрії

Описані особливості властивостей радіаційно-активованих парамагнітних центрів в кварці, які найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної дозиметрії, основаної на електронному парамагнітному резонансі. Основну увагу приділено алюмінієвим центрам, які пов’язані з ізоморфним заміщенням іону S...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Екологічна безпека та природокористування
Date:2011
Main Authors: Радчук, В.В., Брик, О.Б.
Format: Article
Language:Ukrainian
Published: Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України 2011
Subjects:
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58190
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Властивості радіаційних центрів в кварці, що найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної ЕПР дозиметрії / В.В. Радчук, О.Б. Брик // Екологічна безпека та природокористування: Зб. наук. пр. — К., 2011. — Вип. 8. — С. 5-20. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859630854815350784
author Радчук, В.В.
Брик, О.Б.
author_facet Радчук, В.В.
Брик, О.Б.
citation_txt Властивості радіаційних центрів в кварці, що найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної ЕПР дозиметрії / В.В. Радчук, О.Б. Брик // Екологічна безпека та природокористування: Зб. наук. пр. — К., 2011. — Вип. 8. — С. 5-20. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.
collection DSpace DC
container_title Екологічна безпека та природокористування
description Описані особливості властивостей радіаційно-активованих парамагнітних центрів в кварці, які найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної дозиметрії, основаної на електронному парамагнітному резонансі. Основну увагу приділено алюмінієвим центрам, які пов’язані з ізоморфним заміщенням іону Si4+ на іон Al3+ в структурі кварцу. Описано механізмі формування, а також спектроскопічні, магнітоелектричні та радіаційні характеристики парамагнітних центрів, які є важливими для розробки нових підходів до реконструкції дозових навантажень кварцу. Приведено результати апробації отриманих результатів для реконструкції дозових навантажень кварцу приуроченому до зони аварії на Чорнобильській атомній електростанції. Описаны особенности свойств радиационно-активированных парамагнитных центров в кварце, которые наиболее существенно влияют на методики ретроспективной дозиметрии, основанной на электронном парамагнитном резонансе. Основное внимание уделено алюминиевым центрам, которые связаны с изоморфным замещением иона Si4+ на ион Al3+ в структуре кварца. Описано механизмы формирования, а также спектроскопические, магнитоэлектрические и радиационные характеристики парамагнитных центров, которые являются важными для разработ- ки новых подходов к реконструкции дозовых нагрузок кварца. Приведены результаты апробации полученных результатов для реконструкции дозовых нагрузок кварца приуроченного к зоне аварии на Чернобыльской атомной электростанции. The special properties of radiation-activated paramagnetic centers in quartz that are most important for retrospective dosimetry based on electron paramagnetic resonance. The basic attention were devoted to aluminum centers, which connected with isomorphic substitution of Si4+ ions by Al3 ions in the quartz structure. The formation mechanism, spectroscopic, magnetoelectric and radiation characteristics of the paramagnetic centers those are most important for development of new approaches for reconstruction of dose loading of quartz. The results related to approbation of the obtained results for dose reconstruction of quartz from area of Chernobyl accident have been described.
first_indexed 2025-12-07T13:10:42Z
format Article
fulltext 5 Ïðåðîìàíòèçì Ðîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà УДК 549.514.51:577.346:543.429.2 ВЛАСТИВОСТІ РАДІАЦІЙНИХ ЦЕНТРІВ В КВАРЦІ, ЩО НАЙБІЛЬШ СУТТЄВО ВПЛИВАЮТЬ НА МЕТОДИКИ РЕТРОСПЕКТИВНОЇ ЕПР ДОЗИМЕТРІЇ В.В. Радчук, канд. геол.-мін. наук (Інститут телекомунікацій та глобального інформаційного простору НАН України); О.Б. Брик, д-р фіз.-мат. наук, проф. (Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України) Описані особливості властивостей радіаційно-активованих парамаг- нітних центрів в кварці, які найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної дозиметрії, основаної на електронному парамагнітному резонансі. Основну увагу приділено алюмінієвим центрам, які пов’язані з ізоморфним заміщенням іону Si4+ на іон Al3+ в структурі кварцу. Описано механізмі формування, а також спектроскопічні, магнітоелектричні та радіаційні характеристики парамагнітних центрів, які є важливими для розробки нових підходів до реконструкції дозових навантажень кварцу. Приведено результати апробації отриманих результатів для рекон- струкції дозових навантажень кварцу приуроченому до зони аварії на Чорнобильській атомній електростанції. Описаны особенности свойств радиационно-активированных парамаг- нитных центров в кварце, которые наиболее существенно влияют на методики ретроспективной дозиметрии, основанной на электронном парамагнитном резонансе. Основное внимание уделено алюминиевым центрам, которые связаны с изоморфным замещением иона Si4+ на ион Al3+ в структуре кварца. Описано механизмы формирования, а также спек- троскопические, магнитоэлектрические и радиационные характеристики  В.В. Радчук, О.Б. Брик, 2011 6 Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ парамагнитных центров, которые являются важными для разработ- ки новых подходов к реконструкции дозовых нагрузок кварца. Приве- дены результаты апробации полученных результатов для реконст- рукции дозовых нагрузок кварца приуроченного к зоне аварии на Чернобыльской атомной электростанции. The special properties of radiation-activated paramagnetic centers in quartz that are most important for retrospective dosimetry based on electron paramagnetic resonance. The basic attention were devoted to aluminum centers, which connected with isomorphic substitution of Si4+ ions by Al3 ions in the quartz structure. The formation mechanism, spectroscopic, magnetoelectric and radiation characteristics of the paramagnetic centers those are most important for development of new approaches for reconstruction of dose loading of quartz. The results related to approbation of the obtained results for dose reconstruction of quartz from area of Chernobyl accident have been described. 1. Âñòóï Ðåòðîñïåêòèâíà äîçèìåòð³ÿ º âàæëèâ³ì ðîçä³ëîì ðàä³àö³éíî¿ ì³íåðàëî㳿, ÿêà äîñë³äæóº â³äãóê ì³íåðàë³â íà ðàä³àö³éíå îïðî- ì³íåííÿ. Çà äîïîìîãîþ ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåòð³¿, âèâ÷àþ÷³ ê³ëüê³ñòü òà òèï ðàä³àö³éíèõ ïîøêîäæåíü â ì³íåðàëàõ òà á³î- ì³íåðàëàõ, ìîæíà âèçíà÷èòè äîçó îïðîì³íþâàííÿ, ÿêó îòðèìà- ëè â ìèíóëîìó îá’ºêòè äîâê³ëëÿ àáî ëþäèíà [1, 2]. Ðåòðîñïåê- òèâíà äîçèìåòð³ÿ ñïðèÿº âèð³øåííþ áàãàòüîõ ãåîëîã³÷íèõ, åêîëîã³÷íèõ òà ìåäè÷íèõ ïðîáëåì, îáóìîâëåíèõ íåêîíòðî- ëüîâàíèì àíòðîïîãåííèì ðàä³àö³éíèì âïëèâîì íà îòî÷óþ÷å ñåðå- äîâèùå, òåõí³÷í³ îá’ºêòè òà íà ëþäèíó. ³äîìî, ùî íàéá³ëüø ïîøèðåíèìè òà íàéá³ëüø åôåêòèâíè- ìè ì³íåðàëàìè òà á³îì³íåðàëàìè, çà äîïîìîãîþ ÿêèõ ïðîâî- äÿòü ðåêîíñòðóêö³þ äîçîâàíèõ íàâàíòàæåíü, º êâàðö ³ åìàëü çóá³â [1, 2]. Çà äîïîìîãîþ êâàðöó ðåêîíñòðóþþòü äîçîâ³ íà- âàíòàæåííÿ ì³ñöåâîñò³ òà òåõí³÷íèõ îá’ºêò³â, à çà äîïîìîãîþ åìàë³ çóá³â äîçîâ³ íàâàíòàæåííÿ ëþäèíè. Ïðè âèð³øåííÿ çàäà÷ ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåò𳿠ê³ëüê³ñòü ðàä³àö³éíèõ äåôåêò³â ó ìàòåð³àë³ äîçèìåòðà âèçíà÷àþòü çà äîïîìîãîþ ð³çíèõ åêñïåðè- ìåíòàëüíèõ ìåòîä³â. Îäíèì ç íàéåôåêòèâí³øèõ ìåòîä³â, çà äîïîìîãîþ ÿêîãî ðåêîíñòðóþþòü äîçîâ³ íàâàíòàæåííÿ îá’ºêò³â, ùî äîñë³äæóþòüñÿ, º ìåòîä åëåêòðîííîãî ïàðàìàãí³òíîãî ðåçî- 7 ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà íàíñó [3]. Äëÿ îòðèìàííÿ äîñòîâ³ðíèõ ðåçóëüòàò³â, ïîâ’ÿçàíèõ ç ðåêîíñòðóêö³ºþ äîç, íåîáõ³äíî ìàòè äåòàëüíó ³íôîðìàö³þ ïðî âëàñòèâîñò³ ðàä³àö³éíèõ äåôåêò³â â ìàòåð³àëàõ, ÿê³ âèêîðèñòîâó- þòüñÿ â ÿêîñò³ äîçèìåòðà. Íåçâàæàþ÷è íà âåëèêèé îáñÿã äîñë³äæåíü, ïðèñâÿ÷åíèõ ðåòðîñïåêòèâí³é äîçèìåò𳿠[2, 4—8], áàãàòî âàæëèâèõ ïèòàíü â ö³é îáëàñò³ çíàíü çàëèøàþòüñÿ íå ç’ÿñîâàíèìè. Öå óñêëàä- íþº âèð³øåííÿ ïðèêëàäíèõ çàäà÷, ïîâ’ÿçàíèõ ç òåõíîãåííîþ áåçïåêîþ ³ åêîëîã³÷íèì ìîí³òîðèíãîì ñåðåäîâèùà, à òàêîæ çíèæóº äîñòîâ³ðí³ñòü ðåçóëüòàò³â ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåòð³¿. Äëÿ íàïðàöþâàííÿ íîâèõ ï³äõîä³â â ðåòðîñïåêòèâí³é äîçè- ìåò𳿠íåîáõ³äíà äåòàëüíà ³íôîðìàö³ÿ ïðî ïðèðîäó, ìåõàí³çìè ôîðìóâàííÿ, ì³ñöÿ ëîêàë³çàö³¿, ñòàá³ëüí³ñòü òà ³íø³ õàðàêòåðè- ñòèêè ðàä³àö³éíèõ äåôåêò³â ó ìàòåð³àë³ äîçèìåòðà. Ìåòîþ äàíî¿ ðîáîòè º àíàë³ç îñíîâíèõ ïðèíöèï³â ðåòðîñ- ïåêòèâíî¿ ÅÏÐ äîçèìåòð³¿, äîñë³äæåííÿ âëàñòèâîñòåé ðàä³àö³é- íî-àêòèâîâàíèõ ïàðàìàãí³òíèõ öåíòð³â â êâàðö³, à òàêîæ íà- âåäåííÿ ïðèêëàä³â çàñòîñóâàííÿ ³íôîðìàö³¿ ïðî âëàñòèâîñò³ ðàä³àö³éíèõ öåíòð³â â êâàðö³ äëÿ ðåêîíñòðóêö³¿ äîçîâèõ íàâàí- òàæåíü îá’ºêò³â ³ç çîíè àâà𳿠íà ×îðíîáèëüñüê³é àòîìíî¿ åëåêòðîñòàíö³¿. 2. Îñíîâí³ ïðèíöèïè ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåò𳿠Îñíîâí³ ïðèíöèïè òà ³äå¿ ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåò𳿠ïîëÿ- ãàþòü â íàñòóïíîìó [1, 2, 4]. Ðåòðîñïåêòèâíà äîçèìåòð³ÿ ´ðóí- òóºòüñÿ íà ïðèïóùåíí³, ùî ï³ä 䳺þ ðàä³àö³éíîãî îïðîì³íåí- íÿ â äîñë³äæóâàíîìó ìàòåð³àë³ äîçèìåòðà ôîðìóþòüñÿ ðàä³àö³éí³ äåôåêòè, ê³ëüê³ñòü ÿêèõ º ôóíêö³ºþ äîçè îïðîì³íåííÿ. Ââàæà- þòü òàêîæ, ùî ³íòåíñèâí³ñòü ñèãíàë³â çàñòîñîâàíîãî ³íñòðó- ìåíòàëüíîãî ìåòîäó º ïðîïîðö³éíîþ ê³ëüêîñò³ ðàä³àö³éíèõ äåôåêò³â ó ìàòåð³àë³ äîçèìåòðà. ϳñëÿ âèçíà÷åííÿ ³íòåíñèâ- íîñò³ ñèãíàëó â âèõ³äíèõ çðàçêàõ, ïðîâîäÿòü ëàáîðàòîðíå äî- îïðîì³íåííÿ ìàòåð³àëó äîçèìåòðà òà áóäóþòü êàë³áðóâàëüíó êðèâó. Àïðîêñèìóþ÷³ öþ êðèâó äî ïåðåòèíàííÿ ç â³ññþ àáñ- öèñ çíàõîäÿòü äîçó, ùî îòðèìàâ ìàòåð³àë äîçèìåòðà â ìèíó- ëîìó. Îïèñàí³ âèùå ïðèíöèïè ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåò𳿠ïðî³ëþñòðîâàíî çà äîïîìîãîþ ðèñ. 1. 8 Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ Ðèñ. 1. Ñõåìà, ùî ³ëþñòðóº ìåòîäèêó ðåêîíñòðóêö³¿ äîç â ðåòðîñïåêòèâí³é äîçèìåòð³¿.  íàéïðîñò³øîìó âèïàäêó çàëåæí³ñòü ³íòåíñèâíîñò³ ñèãíà- ëó, ÿêèé ðåºñòðóºòüñÿ çà äîïîìîãîþ òîãî ÷è ³íøîãî ìåòîäó, â³ä äîçè îïðîì³íåííÿ I(D) ìîæíà àïðîêñèìóâàòè ôîðìóëîþ I(D) = I0 + k⋅D, (1) äå D — äîçà îïðîì³íåííÿ ìàòåð³àëó äîçèìåòðà, k — êîåô³ö³ºíò ïðîïîðö³éíîñò³, ÿêèé âèçíà÷ຠðàä³àö³éíó ÷óòëèâ³ñòü (ðàä³àö³é- íèé âèõ³ä) ìàòåð³àëó äîçèìåòðà , I0 — ³íòåíñèâí³ñòü ñèãíàëó ó âèõ³äíèõ çðàçêàõ, òîáòî â çðàçêàõ äî ëàáîðàòîðíîãî îïðîì³íåí- íÿ. ßêùî âèêîðèñòîâóºòüñÿ ìåòîä ÅÏÐ, òî I0 â³äïîâ³äຠ³íòåí- ñèâíîñò³ ñèãíàëó ÅÏÐ. ϳñëÿ âèçíà÷åííÿ I0 çðàçêè äåê³ëüêà ðàç³â îïðîì³íþþòü íà êàë³áðîâàíèõ äæåðåëàõ ãàììà-âèïðîì³íþâàííÿ ³ çíîâó ðåºñòðóþòü ñèãíàëè ÅÏÐ. Íà ï³äñòàâ³ äàíèõ åêñïåðèìåíòó áóäóþòü çàëåæí³ñòü âåëè÷èíè I(D) â³ä äîçè ëàáîðàòîðíîãî îïðîì³íåííÿ (ñóö³ëüíà ë³í³ÿ íà ðèñ. 1). Ïîò³ì ïðèïóñêàþòü, ùî I0 = k0⋅D0, (2) äå D0 — äîçà îïðîì³íåííÿ, ÿêó ìàòåð³àë äîçèìåòðà îòðèìàâ ó ìèíóëîìó. Ïðèïóñêàþòü òàêîæ, ùî k = k0. ϳñëÿ öèõ ïðèïó- 9 ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà ùåíü ñóö³ëüíó ë³í³þ íà ðèñ. 1 àïðîêñèìóþòü äî ïåðåòèíó ç â³ññþ àáñöèñ ³ çíàõîäÿòü äîçó D0, òîáòî äîçó ÿêó ìàòåð³àë äîçèìåòðà îòðèìàâ â ìèíóëîìó. Òàêèì ÷èíîì îñíîâí³ ïðèïóùåííÿ ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçè- ìåò𳿠ïîëÿãàþòü â íàñòóïíîìó: ³íòåíñèâí³ñòü ñèãíàë³â ÅÏÐ ïðîïîðö³éíà äîç³ îïðîì³íåííÿ (1), ïàðàìàãí³òí³ ðàä³àö³éí³ äåôåêòè ñòàá³ëüí³ â ÷àñ³ (2), ïðîöåäóðà ïðèãîòóâàííÿ ïðîá íå âïëèâຠíà ê³ëüê³ñòü ðàä³àö³éíèõ öåíòð³â â ìàòåð³àë³ äîçèìåòðó (3). Äëÿ îá´ðóíòóâàííÿ öèõ ïðèïóùåíü, òà äëÿ îòðèìàííÿ äîñòîâ³ðíèõ ðåçóëüòàò³â, íåîáõ³äíî ìàòè äåòàëüíó ³íôîðìàö³þ ïðî âëàñòèâîñò³ ðàä³àö³éíèõ öåíòð³â â ìàòåð³àë³ äîçèìåòðó. Öÿ ³íôîðìàö³ÿ âàæëèâà òàêîæ äëÿ ðîçðîáêè íîâèõ ï³äõîä³â â ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåòð³¿, äëÿ çá³ëüøåííÿ ÷óòëèâîñò³ ìåòîä³â ðåêîíñòðóêö³¿ äîç, äëÿ ï³äâèùåííÿ äîñòîâ³ðíîñò³ îòðèìàíèõ ðåçóëüòàò³â òà äëÿ ðîçøèðåííÿ êîëà ³íôîðìàö³¿, ÿêà ìîæå áóòè îòðèìàíà çà äîïîìîãîþ ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåòð³¿. 3. Ñòðóêòóðà òà âëàñòèâîñò³ ðàä³àö³éíî-àêòèâîâàíèõ öåíòð³â ó êâàðö³ Äëÿ ðåêîíñòðóêö³¿ äîçîâèõ íàâàíòàæåíü áóä³âåëüíèõ ñïî- ðóä, òåõí³÷íèõ îá’ºêò³â òà äîâê³ëëÿ âèêîðèñòîâóþòü â îñíîâ- íîìó êâàðö. Âàæëèâîþ º ñèòóàö³ÿ, êîëè êâàðö âèä³ëÿþòü ç ð³çíèõ áóä³âåëüíèõ ìàòåð³àë³â, íàïðèêëàä, ç öåãëèíè àáî ÷åðå- ïèö³. Ñïåöèô³êà öèõ îá’ºêò³â ïîëÿãຠâ òîìó, ùî â ðåçóëüòàò³ òåõíîëîã³÷íèõ îïåðàö³é ï³ä ÷àñ âèãîòîâëåííÿ âèùåçãàäàíèõ áóä³âåëüíèõ ìàòåð³àë³â âîíè ï³ääàþòüñÿ âèñîêîòåìïåðàòóðíîìó â³äïàëó. ϳä 䳺þ öüîãî â³äïàëó ðàä³àö³éíî-àêòèâîâàí³ ïàðà- ìàãí³òí³ öåíòðè (çà äîïîìîãîþ ÿêèõ ðåêîíñòðóþþòü äîçó) ïåðåõîäÿòü â íåïàðàìàãí³òíèé ñòàí. ³äïîâ³äíî, ìîæíà ñêàçà- òè, ùî ñâ³ä÷åííÿ òàêîãî ìàòåð³àëó-äîçèìåòðà àâòîìàòè÷íî âèñòàâëÿþòüñÿ íà íóëüîâ³ ïîêàçíèêè. Ñòðóêòóðó òà âëàñòèâîñò³ ðàä³àö³éíèõ äåôåêò³â â êâàðö³, ùî âèêîðèñòîâóþòüñÿ äëÿ ðåêîíñòðóêö³¿ äîç, çðó÷íî ïîÿñíÿòè çà äîïî- ìîãîþ ñòðóêòóðè, ÿêà çîáðàæåíà íà ðèñ. 2. Öÿ ñòðóêòóðà ÿâëÿº ñîáîþ çàâèòè ó ñïèðàëè SiO4 òåòðàåäðè [9]. Ö³ òåòðàåäðè º ñïîòâî- ðåíèìè îñê³ëüêè äîâæèíà õ³ì³÷íèõ çâ’ÿçê³â Si-O ó òåòðàåäðàõ (êî- ðîòê³ òà äîâã³) äëÿ äâîõ ïàð ³îí³â êèñíþ º íå îäíàêîâèìè [9]. 10 Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ Ðèñ. 2. Ñòðóêòóðà âèñîêîòåìïåðàòóðíîãî àëüôà-êâàðöó. Íàéá³ëüø âàæëèâ³ ðàä³àö³éí³ äåôåêòè, ùî ìîæóòü áóòè çàðåº- ñòðîâàí³ â êâàðö³ çà äîïîìîãîþ ÅÏÐ, ïîâ’ÿçàí³ ç ³çîìîðôíèì çàì³ùåííÿì ³îíà Si4+ íà ³îíè Al3+, Ti4+ Ge4+ , à òàêîæ ç âàêàí- ñ³ÿìè êèñíþ. ϳä âïëèâîì îïðîì³íåííÿ çàçíà÷åí³ äåôåêòè ñòðóêòóðè êâàðöó çàõîïëþþòü àáî âòðà÷àþòü åëåêòðîíè òà ïå- ðåõîäÿòü â ïàðàìàãí³òíèé ñòàí, ùî äîçâîëÿº âèçíà÷àòè ê³ëüê³ñòü öèõ ðàä³àö³éíî-àêòèâîâàíèõ öåíòð³â çà äîïîìîãîþ ÅÏÐ. Íàéïîøèðåí³øîþ ³çîìîðôíîþ äîì³øêîþ â êâàðö³, ÿêà ï³ä 䳺þ îïðîì³íåííÿ ôîðìóº ïàðàìàãí³òíèé öåíòð, º ³îí Al3+, ÿêèé çàì³ùóº êðåìí³é â SiÎ4 òåòðàåäð³. Ïðè öüîìó êîìïåíñà- ö³ÿ åëåêòðè÷íîãî çàðÿäó çä³éñíþþòüñÿ çà ðàõóíîê ëóæíèõ ³îí³â (íàïðèêëàä ³îíó Li+), ÿê³ ëîêàë³çóþòüñÿ ïîðó÷ ç AlO4 òåòðàåä- ðîì. ³äïîâ³äíèé ïàðàìàãí³òíèé öåíòð Al-O– º íàéïîøèðåí- ³øèì ðàä³àö³éíèì öåíòðîì â îïðîì³íåíèõ ñèíòåòè÷íèõ ³ ïðè- ðîäíèõ çðàçêàõ êâàðöó [9]. Éîãî óòâîðåííÿ ìîæíà ïðåäñòàâèòè ÿê âòðàòó åëåêòðîíà ³îíîì êèñíþ, ñóñ³äí³ì ç ³îíîì Al3+, ùî çàì³ñòèâ ³îí Si4+ ó âóçë³ ðåø³òêè. Ïðè öüîìó ëóæíèé ³îí- êîìïåíñàòîð äèôóíäóº â³ä äåôåêòíîãî òåòðàåäðó ³ çàõîïëþºòü- ñÿ íà ³íøèõ äåôåêòàõ êðèñòàëó. Çà äîñòàòíüî íèçüêî¿ òåìïåðà- òóðè (77 K ³ íèæ÷å), çà ÿêî¿ ìè ñïîñòåð³ãàëè ö³ öåíòðè, âîíè ïåðåáóâàþòü â îñíîâíîìó ñòàí³, êîëè ä³ðêà ëîêàë³çóºòüñÿ ëèøå íà äâîõ ç ÷îòèðüîõ ³îí³â êèñíþ, ùî ìàþòü âåëèêó äîâæèíó 11 ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà çâ’ÿçêó â AlO4-òåòðàåäð³ [9]. Òàêèì ÷èíîì, â ñòðóêòóð³ êâàðöó º ø³ñòü ñòðóêòóðíî íååêâ³âàëåíòíèõ ïîëîæåíü äëÿ öåíòð³â Al-O–, çâ’ÿçàíèõ ç òðüîìà íååêâ³âàëåíòíèìè òåòðàåäðàìè, ùî âõîäÿòü äî ñêëàäó åëåìåíòàðíî¿ êîì³ðêè êâàðöó. Ñïåêòð ÅÏÐ Al-O— öåíòðó â êâàðö³ ìîæíà îïèñàòè àêñ³àëüíèì òåíçîðîì ñïåêòðîñêîï³÷íîãî ðîçùåïëåííÿ (g-òåíçîðîì). Ïàðàëåëüíà òà ïåðïåíäèêóëÿðíà êîìïîíåíòè g-òåíçîðà àëþì³í³ºâîãî öåíòðó äîð³âíþþòü g || = 2.0589 ± 0.0005, g = 1.9987 ± 0.0005 [9]. Íåñïà- ðåíèé åëåêòðîí àëþì³í³ºâîãî öåíòðó âçàºìî䳺 ç ìàãí³òíèì ÿäðîì 27Al, ÿêèé ìຠïîøèðåí³ñòü 100% òà ÿäåðíèé ñï³í I = 5/2. Öÿ âçàºìîä³ÿ ïðèçâîäèòü äî ðîçùåïëåííÿ ðåçîíàíñ- íèõ ë³í³é. Íà ðèñ. 3 çîáðàæåíî ñïåêòð ÅÏÐ àëþì³í³ºâèõ öåíòð³â ó ïîðîøêîïîä³áíèõ çðàçêàõ êâàðöó. Ðèñ. 3. Âèãëÿä ñïåêòð³â ÅÏÐ Al-O– öåíòð³â â ïîðîøêîïîä³áíèõ çðàçêàõ êâàðöó, îïðîì³íåíèõ ãàìà-ïðîìåíÿìè äîçîþ 0,5 Ãð (ñïåêòð 1) òà 2,0 Ãð (ñïåêòð 2) â³äïîâ³äíî. Ñèìâîë Mn2+ âêàçóº ñèãíàë ÅÏÐ â³ä åòàëîííîãî çðàçêà (MgO : Mn2+). ³ñü àáñöèñ âêàçóº âåëè÷èíó ìàãí³òíîãî ïîëÿ ó ì³ë³Òåñëàõ. 12 Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ Êîìïîíåíòè ñïåêòðà ÅÏÐ àëþì³í³ºâîãî öåíòðó â êâàðö³ (ðèñ. 3), ùî çíàõîäÿòüñÿ ë³âîðó÷ òà ïðàâîðó÷ â³ä åòàëîííîãî ñèãíàëó, â³äïîâ³äàþòü ïàðàëåëüí³é òà ïåðïåíäèêóëÿðí³é êîì- ïîíåíòàì g-òåíçîðà, à áàãàòîêîìïîíåíòí³ñòü ñïåêòðà îáóìîâ- ëåíà âçàºìî䳺þ íåñïàðåíîãî åëåêòðîíà ç ìàãí³òíèì ÿäðîì 27Al. Ó êâàðö³ âåëüìè ïîøèðåíîþ º ³çîìîðôíà äîì³øêà, ùî ïîâ’ÿçàíà ç ³îíîì Ti4+ ó ïîçèö³¿ êðåìí³þ (ðèñ. 2). Öÿ äîì³øêà ôîðìóº äåê³ëüêà åëåêòðîííèõ ïàðàìàãí³òíèõ öåíòð³â, ùî ìà- þòü ðàä³àö³éíå ïîõîäæåííÿ. Íàéïîøèðåí³øèì ñåðåä íèõ º ïàðàìàãí³òíèé öåíòð Ti3+/Li+ ç êîìïåíñàòîðîì Li+. Ñïåêòð ÅÏÐ òèòàíîâèõ öåíòð³â ó êâàðö³ ìîæå áóòè îïèñàíèì òðèâ³ñ- íèì òåíçîðîì ñïåêòðîñêîï³÷íîãî ðîçùåïëåííÿ ç êîìïîíåíòàìè g1 = 1.9789 ± 0.0005, g2 = 1.9309 ± 0.0005, g3 = 1.9119 ± 0.0005. Íà ñïåêòðàõ ÅÏÐ òèòàíîâèõ öåíòð³â ô³êñóºòüñÿ òàêîæ áàãàòî- êîìïîíåíòíà ñòðóêòóðà, ÿêà îáóìîâëåíà âçàºìî䳺þ íåñïàðå- íîãî åëåêòðîíà ç ÿäðàìè ³îí³â êîìïåíñàòîð³â. Ïîä³áíà ñèòóà- ö³ÿ ìຠì³ñöå òàêîæ äëÿ ãåðìàí³ºâîãî öåíòðó, ÿêèé ïîâ’ÿçàíèé ç ³çîìîðôíèì çàì³ùåííÿì ³îíà Si4+ íà ³îí Ge4+ [9]. Äëÿ âèð³øåííÿ çàäà÷ ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåò𳿠êâàðöó âàæëè- âèìè òàêîæ º öåíòðè, ùî ïîâ’ÿçàí³ ç âàêàíñ³ÿìè êèñíþ â ðåø³òö³ êâàðöó. Ö³ åëåêòðîíí³ öåíòðè ïðèéíÿòî íàçèâàòè Å-öåíòðàìè [9]. Âèãëÿä ñïåêòð³â ÅÏÐ òàêèõ öåíòð³â â çðàçêàõ ïîðîøêîïîä³á- íîãî êâàðöó íàâåäåíî íà ðèñ. 4. Ðèñ. 4. Ñïåêòð ÅÏÐ Å1-öåíòðó â ïîðîøêîïîä³áíèõ çðàçêàõ êâàðöó, îïðîì³íåíèõ ãàììà ïðîìåíÿìè äîçîþ 2,0 Ãð (ñïåêòð 1) òà 8,0 Ãð (ñïåêòð 2). ³ñü àáñöèñ âêàçóº âåëè÷èíó ìàãí³òíîãî ïîëÿ. 13 ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà Öÿ ãðóïà åëåêòðîííèõ öåíòð³â, çâàíèõ Å-öåíòðàìè, ìຠôàêòîð ñïåêòðîñêîï³÷íîãî ðîçùåïëåííÿ, áëèçüêèé äî g-ôàê- òîðà â³ëüíîãî åëåêòðîíà. Äëÿ íàéïðîñò³øîãî ç òàêèõ öåíòð³â, Å1-öåíòðó, ÿêèé º âàêàíñ³ºþ êèñíþ, ùî çàõîïèëà åëåêòðîí, êîìïîíåíòè g-òåíçîðà äîð³âíþþòü g1 = 2.00173 ± 0.00001, g2 = 2.0046 ± 0.0005, g3 = 2.00024 ± 0.0005. ³äïîâ³äíî äî ïðèâåäåíèõ âèùå äàíèõ ïðî ôàêòîðè ñïåê- òðîñêîï³÷íîãî ðîçùåïëåííÿ, ñèãíàëè ÅÏÐ â³ä àëþì³í³ºâèõ ³ òèòàíîâèõ öåíòð³â ó êâàðö³ ðåºñòðóþòü ó ð³çíèõ ìàãí³òíèõ ïîëÿõ. ²íàêøå êàæó÷è, ñïåêòðè ÅÏÐ öèõ öåíòð³â íå ïåðåêðè- âàþòüñÿ, ùî ñïðîùóº âèð³øåííÿ çàäà÷ ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçè- ìåòð³¿. Îäíàê ñïåêòðè ÅÏÐ àëþì³í³ºâèõ öåíòð³â ³ åëåêòðîííèõ Å-öåíòð³â, â³äïîâ³äíî äî çíà÷åíü ôàêòîð³â ñïåêòðîñêîï³÷íîãî ðîçùåïëåííÿ öèõ öåíòð³â, ðåºñòðóþòüñÿ â îäíàêîâèõ ìàãí³ò- íèõ ïîëÿõ. Ïðîòå çàâäÿêè òîìó, ùî øèðèíè ñèãíàë³â ÅÏÐ öèõ öåíòð³â ³ñòîòíî ð³çí³, òî íå çâàæàþ÷è íà ïåðåêðèòòÿ, âïëèâ ðàä³àö³¿ íà ñèãíàëè ÅÏÐ öèõ öåíòð³â ìîæíà àíàë³çóâàòè îêðåìî. Êð³ì òîãî, àëþì³í³ºâ³ öåíòðè ìîæíà çàðåºñòðóâàòè ò³ëüêè çà òåìïåðàòóðè ð³äêîãî àçîòó, à åëåêòðîíí³ Å-öåíòðè ìîæíà ðåºñòðóâàòè òàêîæ ³ çà ê³ìíàòíî¿ òåìïåðàòóðè. Âàæëèâó ðîëü â ðåòðîñïåêòèâí³é äîçèìåò𳿠ãðຠê³íåòèêà íà- êîïè÷åííÿ ïàðàìàãí³òíèõ öåíòð³â ï³ä âïëèâîì îïðîì³íåííÿ. Äîñ- ë³äæåííÿ ê³íåòèêè íàêîïè÷åííÿ ïàðàìàãí³òíèõ öåíòð³â äîçâîëÿº óòî÷íèòè ¿õ ïðèðîäó ³ ñòðóêòóðó. Äëÿ ðîçóì³ííÿ ê³íåòè÷íèõ êðè- âèõ íàêîïè÷åííÿ ïàðàìàãí³òíèõ öåíòð³â ïîòð³áí³ çíàííÿ ÿê ïðÿ- ìèõ ïðîöåñ³â, ùî ïðèçâîäÿòü äî óòâîðåííÿ öåíòð³â, òàê ³ çâîðîò- íèõ ðåêîìá³íàö³éíèõ ïðîöåñ³â. Íàìè äîñë³äæåíî ïðîöåñè íàêîïè÷åííÿ Al-O– öåíòð³â ó êâàðö³. Âñòàíîâëåíî, ùî ê³ëüê³ñòü Al-O– öåíòð³â çðîñòຠäî äîç ïîðÿäêó 105 Ãð, à ïîò³ì ìຠì³ñöå ïîâ³ëüíå çìåíøåííÿ ê³ëüêîñò³ ðàä³àö³éíèõ öåíòð³â ïðè çá³ëüøåíí³ äîçè îïðîì³íåííÿ. Äîçîâà çàëåæí³ñòü òèòàíîâèõ òà ãåðìàí³ºâèõ öåíòð³â ìຠåêñòðåìóì ïðè äîçàõ ïðèáëèçíî 105 Ãð, ï³ñëÿ ÿêîãî ê³ëüê³ñòü ïàðàìàãí³òíèõ öåíòð³â ïðè çá³ëüøåííÿ äîçè îïðîì³íåí- íÿ ñòð³ìêî çìåíøóºòüñÿ. Äîçîâ³ çàëåæíîñò³ äëÿ Å-öåíòð³â ñóòòºâî çàëåæàòü â³ä ðàä³àö³éíî¿ òà òåðì³÷íî¿ ³ñòî𳿠çðàçêà òà ìîæóòü áóòè ñóòòºâî íå îäíàêîâèìè äëÿ ð³çíèõ ñèòóàö³é. Íàìè çíàéäåíî òà âèâ÷åíî åôåêò íåçàëåæíîñò³ ðàä³àö³éíîãî â³äãóêó àëþì³í³ºâèõ öåíòð³â â êâàðö³ â³ä êîíöåíòðàö³¿ äîì³øîê 14 Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ àëþì³í³þ, à òàêîæ âñòàíîâëåíî êðèòåð³¿, ùî íåîáõ³äí³ äëÿ íàÿâ- íîñò³ äàíîãî åôåêòó [8]. Ñóòí³ñòü öüîãî åôåêòó ïîëÿãຠâ òîìó, ùî íà ïî÷àòêîâî¿ ä³ëÿíö³ äîçîâî¿ êðèâî¿ (äî äîç ïðèáëèçíî 200 Ãðåé) ðàä³àö³éíèé â³äãóê àëþì³í³ºâèõ öåíòð³â â êâàðö³ º óí³âåð- ñàëüíèì, òîáòî äëÿ çðàçê³â ç ð³çíîþ ê³ëüê³ñòþ äîì³øêîâîãî àëþ- ì³í³þ º îäíàêîâèì. Íàìè ïîêàçàíî, ùî öåé åôåêò ³ñòîòíî ñïðî- ùóº ïðîöåäóðó ðåêîíñòðóêö³¿ äîçîâèõ íàâàíòàæåíü òà çá³ëüøóº äîñòîâ³ðí³ñòü ðåçóëüòàò³â ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåò𳿠[8]. Âàæëèâèìè õàðàêòåðèñòèêàìè ïàðàìàãí³òíèõ öåíòð³â º ¿õ òåìïåðàòóðíà ñòàá³ëüí³ñòü ³ ê³íåòèêà ïåðåõîäó â íåïàðàìàãí³ò- íèé ñòàí, òîáòî ê³íåòèêà â³äïàëþâàííÿ. Íàìè âñòàíîâëåíî, ùî ïàðàìàãí³òí³ öåíòðè Al-O– åôåêòèâíî ïåðåõîäÿòü â íåïàðà- ìàãí³òíèé ñòàí çà òåìïåðàòóðè â³äïàëþâàííÿ Ò ≈ 300°Ñ, à öåíòðè Ti3+/Li+ çà Ò ≈ 200°Ñ. Òàêèì ÷èíîì, òåìïåðàòóðíà ñòàá³ëüí³ñòü òèòàíîâèõ öåíòð³â º ìåíøîþ â ïîð³âíÿíí³ ç àëþì³í³ºâèìè öåíòðàìè. ³äïîâ³äíî, òèòàíîâ³ öåíòðè º ìåíø âäàëèìè äëÿ ö³ëåé ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåò𳿠â ïîð³âíÿíí³ ç àëþì³í³ºâèìè öåíòðàìè. Äëÿ Å-öåíòð³â ï³ä ÷àñ â³äïàëþâàííÿ çà Ò ≈ 300°Ñ ìຠì³ñöå çá³ëüøåííÿ ê³ëüêîñò³ ïàðàìàãí³òíèõ öåíòð³â, ùî îáóìîâ- ëåíî âèêèäàííÿì îäíîãî ç äâîõ åëåêòðîí³â, ÿê³ çàõîïëþþòüñÿ ï³ä ÷àñ îïðîì³íåííÿ âàêàíñ³ºþ êèñíþ. Öåé ôàêò, çàâäÿêè îäíî÷àñíîìó âèâ÷åííþ ÿê ä³ðêîâèõ Al-O–, òàê ³ åëåêòðîííèõ Å-öåíòð³â, ìîæå áóòè âèêîðèñòàíèì äëÿ îòðèìàííÿ äåòàëüíî¿ ³íôîðìàö³¿ ïðî ðàä³àö³éíó ³ñòîð³þ îá’ºêòà, ùî äîñë³äæóºòüñÿ. 4. Çàñòîñóâàííÿ ìàãí³òîåëåêòðè÷íèõ åôåêò³â â êâàðö³ äëÿ ö³ëåé ðåòðîäîçèìåò𳿠Äëÿ á³ëüøîñò³ ì³íåðàë³â, à òàêîæ òâåðäèõ ò³ë âçàãàë³, ìàãí³òí³ òà åëåêòðè÷í³ âëàñòèâîñò³ ÿâëÿþòüñÿ íåçàëåæíèìè. Òîáòî åëåê- òðè÷íå ïîëå âïëèâຠò³ëüêè íà åëåêòðè÷íó ïîëÿðèçàö³þ, à ìàãí³òíå ïîëå ò³ëüêè íà íàìàãí³÷åí³ñòü òà ³íø³ ìàãí³òí³ õàðàê- òåðèñòèêè çðàçêà. Àëå â äåÿêèõ êðèñòàëàõ ìîæëèâ³ òàê çâàí³ ìàãí³òîåëåêòðè÷í³ åôåêòè [9, 10]. Äëÿ òàêèõ êðèñòàë³â çà äîïî- ìîãîþ ìàãí³òíèõ ïîë³â ìîæíà âïëèâàòè íà åëåêòðè÷íó ïîëÿ- ðèçàö³þ, à çà äîïîìîãîþ åëåêòðè÷íèõ ïîë³â íà ìàãí³òí³ õàðàê- òåðèñòèêè. Îäíèì ç êðèñòàë³â â ÿêîìó ìîæóòü ðåàë³çóâàòèñÿ ìàãí³òîåëåêòðè÷í³ åôåêòè º êâàðö [9, 10]. 15 ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà ³äîìî, ùî çà äîïîìîãîþ çîâí³øí³õ åëåêòðè÷íèõ ïîë³â, ÿê³ ä³þòü íà çðàçîê êâàðöó ï³ä ÷àñ ðåºñòðàö³¿ ñèãíàë³â ÅÏÐ â³ä àëþì³í³ºâèõ öåíòð³â, ìîæíà ñóòòºâî âïëèâàòè íà ³íòåíñèâí³ñòü ñèãíàë³â ÅÏÐ öèõ öåíòð³â [9, 10]. Çà äîïîìîãîþ çîâí³øí³õ çì³ííèõ åëåêòðè÷íèõ ïîë³â ìîæíà ïðèáëèçíî íà ïîðÿäîê çá³ëüøèòè ³íòåíñèâí³ñòü ñèãíàë³â ÅÏÐ, îáóìîâëåíèõ àëþì³í³º- âèìè öèòðàìè. Êð³ì äîñë³äæåííÿ âïëèâó åëåêòðè÷íèõ ïîë³â íà ³íòåíñèâí³ñòü ñèãíàë³â ÅÏÐ, çà äîïîìîãîþ åëåêòðè÷íèõ ïîë³â ìîæíà òàêîæ âèçíà÷àòè äèíàì³÷í³ âëàñòèâîñò³ ïàðàìàãí³òíèõ öåíòð³â òà óòî÷íþâàòè ¿õíþ ñòðóêòóðó, à òàêîæ âèð³øóâàòè ð³çí³ ïðèêëàäí³ çàäà÷³. Íàìè ïîêàçàíî, ùî ìàãí³òîåëåêòðè÷í³ åôåê- òè, ùî ðåàë³çóþòüñÿ íà àëþì³í³ºâèõ öåíòðàõ â êâàðö³, ìîæíà âèêîðèñòîâóâàòè äëÿ âèð³øåííÿ çàäà÷ ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåòð³¿. Äîñë³äæåííÿ âïëèâó çì³ííîãî åëåê- òðè÷íîãî ïîëÿ íà ñïåêòðè ÅÏÐ êâàðöó ïðîâîäèëè â îñíîâíîìó íà öåíòðàõ Al-O—. ʳíåòèêà ³ ìåõàí³çì âèÿâëå- íîãî íà íèõ ìàãí³òîåëåêòðè÷íîãî åôåêòó îïèñàí³ â ðîáîòàõ [9, 10]. Âïëèâ çì³ííîãî åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ íà ³íòåíñèâí³ñòü ñèãíàë³â ÅÏÐ â³ä àëþ- ì³í³ºâèõ öåíòð³â â êâàðö³ ïðî³ëþ- ñòðîâàíî íà ðèñ. 5. ßê ìîæíà áà÷èòè ç öüîãî ðèñóíêà, åëåêòðè÷íå ïîëå ³ñòîòíî çá³ëüøóº ³íòåíñèâí³ñòü ñèãíàëó ÅÏÐ. Ìåõàí³çì ðîçãëÿíóòèõ ìàãí³òîåëåêòðè÷íèõ åôåê- ò³â ïîâ’ÿçàíèé ç òèì, ùî àëþì³í³ºâ³ öåíòðè â êâàðö³ âîëîä³þòü îäíî÷àñíî ÿê ìàãí³òíèì, òàê ³ åëåêòðè÷íèì äè- ïîëüíèì ìîìåíòàìè. Ïðè öüîìó åëåê- òðè÷íå ïîëå ïîëÿðèçóº åëåêòðè÷í³ äèïîë³, ùî ïîâ’ÿçàí³ ç àëþì³í³ºâèìè öåíòðàìè, à ïîò³ì, çàâäÿêè ìàãí³òîå- ëåêòðè÷íèì (ñï³í-îðá³òàëüíèì) âçàº- ìîä³ÿì ïîëÿðèçàö³ÿ åëåêòðè÷íèõ äè- ïîë³â ìîæå ïåðåäàâàòèñÿ ìàãí³òíèì Ðèñ. 5. Âïëèâ åëåêòðè÷- íîãî ïîëÿ íà ³íòåí- ñèâí³ñòü ñèãíàëó ÅÏÐ â³ä àëþì³í³ºâèõ öåíòð³â â ìîíîêðèñòàë³÷íîìó êâàðö³. Âåðõí³é ñïåêòð çàðåº- ñòðîâàíî çà â³äñóòíîñò³ åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ, à íèæí³é — ï³ä ÷àñ 䳿 íà çðàçîê çì³ííîãî åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ ç ÷àñòîòîþ 600 Ãö òà íàïðóæåí³ñòþ 40 êÂ/ñì. 16 Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ äèïîëÿì, ïîâ’ÿçàíèì ç öèìè æ ñàìèìè àëþì³í³ºâèìè öåíòðà- ìè. Çá³ëüøåííÿ ïîëÿðèçàö³¿ ìàãí³òíèõ äèïîë³â, çàâäÿêè 䳿 åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ, ïðèçâîäèòü äî çðîñòàííÿ íàìàãí³÷åíîñò³ çðàçêà ³, â³äïîâ³äíî, äî çðîñòàííÿ ³íòåíñèâíîñò³ ñèãíàë³â ÅÏÐ. Îïèñàí³ âèùå ìàãí³òîåëåêòðè÷í³ åôåêòè âïåðøå âèêîðèñòà- íî íàìè äëÿ çá³ëüøåííÿ ÷óòëèâîñò³ ìåòîäó ÅÏÐ ³, â³äïîâ³äíî, äëÿ çíèæåííÿ ïîðîãó ÷óòëèâîñò³ ï³ä ÷àñ ðåêîíñòðóêö³¿ äîçîâèõ íàâàíòàæåíü êâàðöó çà äîïîìîãîþ ÅÏÐ. Ïîïåðåäí³ ðîáîòè, ùî áóëè ïîâ’ÿçàí³ ç ìàãí³òîåëåêòðè÷íèìè åôåêòàìè, áóëî âèêîíàíî íà ìîíîêðèñòàë³÷íèõ çðàçêàõ êâàðöó. Íàìè ðîçðîá- ëåíî ìåòîäèêó ïðèêëàäåííÿ çîâí³øí³õ åëåêòðè÷íèõ ïîë³â äî çðàçê³â êâàðöó â ðåæèì³ ðåºñòðàö³¿ ñèãíàë³â â³ä ïîðîøêîïîä- ³áíèõ çðàçê³â. Öÿ ìåòîäèêà âêëþ÷ຠðîçì³ùåííÿ çðàçêà ì³æ äâîìà ïàðàëåëüíèìè ä³àìàãí³òíèìè ïëàñòèíêàìè íà ÿê³ íàíî- ñÿòü åëåêòðè÷í³ êîíòàêòè, ùî ðîáëÿòüñÿ çà äîïîìîãîþ ãðàô³òó. Íàìè âèçíà÷åíî ÷àñòîòó òà íàïðóæåí³ñòü çîâí³øí³õ åëåêòðè÷- íèõ ïîë³â ÿê³ òðåáà ïðèêëàäàòè äî ïîðîøêîïîä³áíèõ çðàçê³â ïðè ðåêîíñòðóêö³¿ äîçîâèõ íàâàíòàæåíü êâàðöó. Âñòàíîâëåíî, ùî îïòèìàëüí³ çíà÷åííÿ ÷àñòîò³ åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ äîð³âíþ- þòü ïðèáëèçíî 600 Ãö, à íàïðóæåí³ñòü åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ äîð³âíþº ïðèáëèçíî 40 êÂ/ñì. Çàâäÿêè âèêîðèñòàííþ ìàãí³- òîåëåêòðè÷íèõ åôåêò³â òà çá³ëüøåííþ ³íòåíñèâíîñò³ ñèãíàë³â ÅÏÐ íàì âäàëîñÿ çíèçèòè ïîð³ã ÷óòëèâîñò³ ìåòîäó ÅÏÐ äîçè- ìåò𳿠ïðèáëèçíî â ï’ÿòü ðàç³â ³ äîâåñòè öå çíà÷åííÿ ïðèáëèç- íî äî 0,5 Ãðåé. 5. Ïðèêëàäè àïðîáàö³ÿ ìåòîä³â ðåêîíñòðóêö³¿ äîçîâèõ íàâàíòàæåíü êâàðöó Íà îñíîâ³ âèêîíàíèõ äîñë³äæåíü âëàñòèâîñòåé ðàä³àö³éíèõ öåíòð³â â êâàðö³ íàìè áóëî ïðîâåäåíî àïðîáàö³þ ðîçðîáëåíèõ ï³äõîä³â äî ðåêîíñòðóêö³¿ äîçîâèõ íàâàíòàæåíü çðàçê³â êâàðöó, âèä³ëåíîãî ç áóä³âåëüíèõ ìàòåð³àë³â, îäåðæàíèõ ç çîíè àâà𳿠íà ×ÀÅÑ. Ìàòåð³àëîì, ç ÿêîãî âèä³ëÿëè êâàðö, áóëà öåãëà. Ðåêîíñòðóêö³þ äîçîâèõ íàâàíòàæåíü ìåòîäîì ÅÏÐ âèêîíóâà- ëè çà äîïîìîãîþ àëþì³í³ºâèõ öåíòð³â. Ëàáîðàòîðíå äîîïðî- ì³íþâàííÿ çðàçê³â âèêîíóâàëè çà äîïîìîãîþ g-ïðîìåí³â ³çî- òîïó 60Ñî â ²íñòèòóò³ õ³ì³÷íî¿ ô³çèêè ÍÀÍ Óêðà¿íè. Äëÿ 17 ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà ï³äòâåðäæåííÿ äîñòîâ³ðíîñò³ îòðè- ìàíèõ ðåçóëüòàò³â, êð³ì ìåòîäó ÅÏÐ, äëÿ ðåêîíñòðóêö³¿ äîçîâèõ íàâàíòàæåíü çðàçê³â âèêîðèñòîâó- âàëè òàêîæ ³íø³ ìåòîäè, òàê³ ÿê òåðìîñòèìóëüîâàíà ëþì³íåñöåíö³ÿ òà ðåíòãåíîëþì³íåñöåíö³ÿ. Íà ðèñ. 6 íàâåäåíî õàðàêòåðí³ êàë³á- ðóâàëüí³ êðèâ³, îòðèìàí³ çà äîïî- ìîãîþ ð³çíèõ ìåòîä³â. Êàë³áðóâàëüí³ êðèâ³, ùî ïðåä- ñòàâëåí³ íà ðèñ. 6, â³äïîâ³äàþòü çðàçêó ç ì³ñòà ×îðíîáèëü. Ðåêîí- ñòðóéîâàíà äîçà äëÿ äàíîãî çðàçêà äîð³âíþº 0,9±0,2 Ãð. Âàæëèâî ï³äêðåñëèòè, ùî äîçè, âèçíà÷åí³ çà äîïîìîãîþ òðüîõ íåçàëåæíèõ ìåòîä³â, â³äïîâ³äíî äî ðèñ. 6, ïðèáëèçíî ñï³âïàäàþòü. Ðåçóëüòà- òè, ïðåäñòàâëåí³ íà ðèñ. 6, äåìîí- ñòðóþòü, ùî çíà÷åííÿ äîç, âèì³- ðÿí³ çà äîïîìîãîþ ð³çíèõ ìåòîä³â, ó ìåæàõ åêñïåðèìåíòàëüíèõ ïîõè- áîê º îäíàêîâèìè. Äëÿ ðåêîíñò- ðóêö³¿ äîçîâèõ íàâàíòàæåíü íàìè áóëî â³ä³áðàíî ïî 5—6 ïðîá êâàð- öó âèëó÷åíîãî ç öåãëè â ð³çíèõ íàñåëåíèõ ïóíêòàõ ç çîíè àâà𳿠íà ×ÀÅÑ. Òî÷í³ñòü âèì³ð³â, ïîâ’ÿçàíèõ ç ðåêîíñòðóêö³ºþ äîç, äîð³âíþâàëà ïðèáëèçíî 20%. Äëÿ ð³çíèõ ïðîá ç îäíîãî é òîãî æ íàñåëåíîãî ïóíêòó ðåçóëüòàòè çíàõîäèëèñü â äåÿêîìó ³íòåð- âàë³, ÿê³ äëÿ íèæ÷åçàçíà÷åíèõ íàñåëåíèõ ïóíêò³â âèÿâèëèñü íàñòóïíèìè: ì. ×îðíîáèëü (0.6—0.9) Ãð, ñ. Øåïåëè÷³ (3—4) Ãð, ñ. Íîâà Êðàñíèöÿ (3.5—4.5) Ãð, ñ. Òîâñòèé ˳ñ (4—9) Ãð, Ñòàíö³ÿ ßí³â (17—19) Ãð, Óïðàâë³ííÿ áóä³âíèöòâà ÀÅÑ (10— 12) Ãð, ãàðàæ³ çàâîäó «Þï³òåð» (17—20) Ãð, ãàðàæ³ á³ëÿ õóòîðó «Ï³äë³ñíèé» — (30—35) Ãð, íàñîñíà ñòàíö³ÿ ×ÀÅÑ (20—24) Ãð. Ðèñ. 6. Êàë³áðóâàëüí³ êðèâ³ äëÿ ðåêîíñòðóêö³¿ äîçîâèõ íàâàíòàæåíü êâàðöó. Êðèâ³ 1 òà 2 îòðèìàíî ìåòîäàìè òåðìîñòèìóëüîâà- íî¿ ëþì³íåñöåíö³¿ ³ ðåíòãåíî- ëþì³íåñöåíö³¿, à êðèâà 3 çà äîïîìîãîþ ìåòîäó ÅÏÐ. Âåëè÷èíè I òà D N â³äïîâ³äà- þòü ³íòåíñèâíîñòÿì ñèãíàë³â ó â³äíîñíèõ îäèíèöÿõ, òà äîç³ îïðîì³íåííÿ ó Ãðåÿõ. 18 Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ Îòðèìàí³ íàìè ðåçóëüòàòè áóëè îáãîâîðåí³ â ðàìêàõ ì³æíà- ðîäíîãî ïðîåêòó «Experimental collaboration project No 10 «Retro- spective dosimetry and dose reconstruction» [11], ÿêèé âèêîíóâàëè íà çàìîâëåííÿ ªâðîïåéñüêî¿ Êîì³ñ³¿ äîñë³äíèêè ç Âåëèêî¿ Áðè- òàí³¿, ͳìå÷÷èíè, Ñïîëó÷åíèõ Øòàò³â Àìåðèêè, Óêðà¿íè, Ðîñ³¿ òà Á³ëîðóñ³.  ðàìêàõ öüîãî ïðîåêòó, êð³ì çàçíà÷åíèõ âèùå ðåçóëü- òàò³â, îòðèìàíèõ ìåòîäîì ÅÏÐ, ðåêîíñòðóêö³þ äîçîâèõ íàâàíòà- æåíü âèêîíóâàëè òàêîæ çà äîïîìîãîþ ³íøèõ ìåòîä³â (òåðìî- òà ðåíòãåíîñòèìóëüîâàíà ëþì³íåñöåíö³ÿ), à òàêîæ çà äîïîìîãîþ êîìï’þòåðíîãî ìîäåëþâàííÿ. Ïîð³âíÿííÿ ðåçóëüòàò³â, îòðèìà- íèõ çà äîïîìîãîþ ð³çíèõ ìåòîä³â, ï³äòâåðäèëè äîñòîâ³ðí³ñòü ðåçóëüòàò³â îòðèìàíèõ çà äîïîìîãîþ ÅÏÐ äîçèìåòð³¿. ³äçíà÷èìî, ùî ïðè ðåêîíñòðóêö³¿ äîçîâèõ íàâàíòàæåíü êâàðöó ìåòîä ÅÏÐ ìຠðÿä ñóòòºâèõ ïåðåâàã ó ïîð³âíÿíí³ ç ³íøèìè ìåòîäàìè ðåêîíñòðóêö³¿ äîç. Ïðè âèêîðèñòàíí³ ìåòî- äó òåðìîëþì³íåñöåíö³¿, çàâäÿêè íàãð³âàííþ çðàçêà â ïðîöåñ³ âèì³ðþâàííÿ, ³íôîðìàö³ÿ ïðî ðàä³àö³éíó ³ñòîð³þ äîñë³äæåíîãî çðàçêà âòðà÷àºòüñÿ. Ïîä³áíà ñèòóàö³ÿ ìຠì³ñöå òàêîæ ³ ïðè âèêîðèñòàíí³ ìåòîäó ðåíòãåíîëþì³íåñöåíö³¿, ïðè ÿêîìó â ïðîöåñ³ âèì³ðþâàííÿ ìຠì³ñöå îïðîì³íåííÿ çðàçêà. Íà â³äì³íó â³ä öèõ ìåòîä³â, ïðè âèçíà÷åíí³ äîçè îïðîì³íåííÿ ìåòîäîì ÅÏÐ âëàñòèâîñò³ äîñë³äæåíîãî çðàçêà íå çì³íþþòüñÿ ³ â³äïî- â³äíî ï³ñëÿ âèì³ð³â çðàçîê çáåð³ãຠ³íôîðìàö³þ ïðî ñâîþ ðà- ä³àö³éíó ³ñòîð³þ. 6. Âèñíîâêè Îòðèìàí³ íàìè ðåçóëüòàòè ïðî âëàñòèâîñò³ ðàä³àö³éíî-àêòè- âîâàíèõ öåíòð³â â êâàðö³ ìàþòü âåëèêå çíà÷åííÿ äëÿ âèð³øåí- íÿ ÿê ôóíäàìåíòàëüíèõ ïðîáëåì ðàä³àö³éíî¿ ì³íåðàëî㳿, òà ³ äëÿ âèð³øåííÿ ïðèêëàäíèõ çàäà÷ ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåòð³¿. Äîñë³äæåííÿ â ãàëóç³ ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåò𳿠ñïðèÿþòü ì³í³ì³çàö³¿ íåãàòèâíèõ íàñë³äê³â àíòðîïîãåííîãî ðàä³àö³éíîãî âòðó÷àííÿ â ãåîëîã³÷íå ñåðåäîâèùå. Îö³íêà âïëèâó öüîãî âòðó- ÷àííÿ íà ì³ñöåâ³ñòü òà ëþäèíó, à òàêîæ ðîçðîáêà çàñîá³â, ïîâ’ÿçàíèõ ç ì³í³ì³çàö³ºþ íåãàòèâíîãî ðàä³àö³éíîãî âïëèâó íà ëþäèíó òà äîâê³ëëÿ, º âàæëèâèìè äëÿ âèð³øåííÿ øèðîêîãî êîëà ì³íåðàëîã³÷íèõ, åêîëîã³÷íèõ òà ìåäè÷íèõ ïðîáëåì. Äàí³ 19 ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåò𳿠ìîæóòü ãðàòè âèçíà÷àëüíó ðîëü â ðàä³àö³éíîìó ìàòåð³àëîçíàâñòâ³. Ö³ äàí³ ìîæóòü áóòè âèêîðè- ñòàí³ äëÿ ïðîãíîçó ñò³éêîñò³ áóä³âåëüíèõ êîíñòðóêö³é òà çîê- ðåìà áóä³âåëüíèõ êîíñòðóêö³¿ çâåäåíèõ íàä çðóéíîâàíèì ×åò- âåðòèì åíåðãîáëîêîì ×îðíîáèëüñüêèé àòîìíî¿ åëåêòðîñòàíö³¿. Âàæëèâ³ñòü äîñë³äæåíü, ïîâ’ÿçàíèõ ç ðåòðîñïåêòèâíîþ äî- çèìåòð³ºþ, îêð³ì âèâ÷åííÿ íàñë³äê³â àâà𳿠íà ×ÀÅÑ òà íà ³íøèõ àòîìíèõ îá’ºêòàõ, îáóìîâëåíà òèì, ùî ó íàø ÷àñ çá³ëüøóºòüñÿ â³ðîã³äí³ñòü ð³çíèõ ñèòóàö³é, â ÿêèõ íàñåëåííÿ ìîæå áóòè ï³ääàíî íåêîíòðîëüîâàíîìó ðàä³àö³éíîìó îïðîì³- íþâàííþ ³ çíà÷í³ òåðèòî𳿠ìîæóòü áóòè çàáðóäíåí³ ðàä³îíóê- ë³äàìè. Çîêðåìà, çá³ëüøåííÿ â³ðîã³äíîñò³ âêàçàíèõ ñèòóàö³é îáóìîâëåíî çðîñòàþ÷îþ ðîëëþ àòîìíèõ åëåêòðîñòàíö³é â åíåð- ãåòèö³, âñå á³ëüø øèðîêèì çàñòîñóâàííÿì ðàä³îàêòèâíèõ åëå- ìåíò³â äëÿ âèð³øåííÿ íàóêîâèõ ³ òåõí³÷íèõ çàäà÷, à òàêîæ ìîæëèâèì íåñàíêö³îíîâàíèì âèêîðèñòîâóâàííÿì ðàä³îàêòèâ- íèõ åëåìåíò³â, ó òîìó ÷èñë³ ï³ä ÷àñ ìîæëèâèõ òåðîðèñòè÷íèõ àêò³â ç çàñòîñóâàííÿì ðàä³îàêòèâíèõ ³çîòîï³â. * * * 1. Áðèê À.Á. Ðåòðîñïåêòèâíàÿ èíñòðóìåíòàëüíàÿ äîçèìåòðèÿ / À.Á. Áðèê, Â.Â. Ðàä÷óê // Ïðèðîäà. — 1994. — ¹ 2. — Ñ. 3—11. 2. New application of electron spin resonance. Dating, Dosimetry and Microscopy / M. Ikeya. — Singapore: World Scientific, 1993. — 500 p. 3. Âåðòö Äæ., Áîëòîí Äæ. Òåîðèÿ è ïðàêòè÷åñêèå ïðèëîæå- íèÿ ìåòîäà ÝÏÐ / Äæ. Âåðòö, Äæ. Áîëòîí. — Ì.: Ìèð, 1975. — 548 ñ. 4. Ðàä÷óê Â. Â., Áðèê À. Á. Ñâîéñòâà íàòèâíûõ è ðàäèàöèîí- íî-ñòèìóëèðîâàííûõ ðàäèêàëîâ â ýìàëè çóáîâ è ïðîáëåìû ðåò- ðîñïåêòèâíîé ÝÏÐ äîçèìåòðèè / Â.Â. Ðàä÷óê, À.Á. Áðèê // Ìèíåðàëîãè÷åñêèé æóðíàë. — 2006. — Ò. 28. — ¹ 4. — Ñ. 21—31. 5. Ðàä÷óê Â.Â. Ðåòðîñïåêòèâíàÿ äîçèìåòðèÿ, îñíîâàííàÿ íà ýëåêòðîííîì ïàðàìàãíèòíîì ðåçîíàíñå ýìàëè çóáîâ è êâàðöà / Â.Â. Ðàä÷óê // Çá³ðíèê íàóêîâèõ ïðàöü / ²í-ò ãåîõ³ì³¿ íàâêîëèø. ñåðåäîâèùà ÍÀÍ òà ÌÍÑ Óêðà¿íè. — Ê., 2007. — Âèï. 14. — Ñ. 115—118. 20 Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ 6. Àíèçîòðîïèÿ ñèãíàëîâ ÝÏÐ â áèîãåííîì àïàòèòå ýìàëè çóáîâ è ïðîáëåìû ðåòðîñïåêòèâíîé äîçèìåòðèè / Â.Â. Ðàä÷óê, À.Á. Áðèê, À.Ï. Êëèìåíêî, Î.È. Ùåðáèíà // ̳íåðàëîã³÷íèé æóðíàë. — 2008. — Ò. 30. — ¹ 1. — Ñ. 41—47. 7. Ðàä÷óê Â.Â. Îñîáëèâîñò³ ïðîöåñ³â ìàñîïåðåíîñó ³ ðîçïàäó ðàä³àö³éíèõ öåíòð³â â åìàë³ çóá³â òà âïëèâ öèõ ïðîöåñ³â íà ðå- çóëüòàòè ðåòðîñïåêòèâíî¿ äîçèìåò𳿠/ Â.Â. Ðàä÷óê // ̳íåðàëî- ã³÷íèé æóðíàë. — 2009. — Ò. 31. — ¹ 2. — Ñ. 58—65. 8. Ðàä÷óê Â.Â. Àíîìàëüíèé ðàä³àö³éíèé â³äãóê àëþì³í³ºâèõ öåíòð³â ó êâàðö³ òà ðåòðîñïåêòèâíà ÅÏÐ äîçèìåòð³ÿ / Â.Â. Ðàä- ÷óê // Äîïîâ³ä³ ÍÀÍ Óêðà¿íè. — 2009. — ¹ 3. — Ñ. 99—104. 9. Ðàäèîñïåêòðîñêîïèÿ êâàðöà / È.Â. Ìàòÿø, À.Á. Áðèê, À.Ï. Çàÿö, Â.Â. Ìàçûêèí. — Ê.: Íàóê. äóìêà, 1987. — 167 ñ. 10.Brik A.B. Magnetoelectric tunnel effects in paramagnetics / A.B. Brik // Ferroelectrics, — 1994. — V. 161. — No 1—4. — Ð. 59— 63. 11.Retrospective dosimetry and dose reconstruction. Experimental collaboration project No 10 / Ed. I. Bailiff, V. Stepanenko. — Brussels: Europ. Commiss., 1996. — 115 p. Îòðèìàíî: 20.05.2011 ð.
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-58190
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn XXXX-0062
language Ukrainian
last_indexed 2025-12-07T13:10:42Z
publishDate 2011
publisher Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України
record_format dspace
spelling Радчук, В.В.
Брик, О.Б.
2014-03-20T17:58:12Z
2014-03-20T17:58:12Z
2011
Властивості радіаційних центрів в кварці, що найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної ЕПР дозиметрії / В.В. Радчук, О.Б. Брик // Екологічна безпека та природокористування: Зб. наук. пр. — К., 2011. — Вип. 8. — С. 5-20. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.
XXXX-0062
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58190
549.514.51:577.346:543.429.2
Описані особливості властивостей радіаційно-активованих парамагнітних центрів в кварці, які найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної дозиметрії, основаної на електронному парамагнітному резонансі. Основну увагу приділено алюмінієвим центрам, які пов’язані з ізоморфним заміщенням іону Si4+ на іон Al3+ в структурі кварцу. Описано механізмі формування, а також спектроскопічні, магнітоелектричні та радіаційні характеристики парамагнітних центрів, які є важливими для розробки нових підходів до реконструкції дозових навантажень кварцу. Приведено результати апробації отриманих результатів для реконструкції дозових навантажень кварцу приуроченому до зони аварії на Чорнобильській атомній електростанції.
Описаны особенности свойств радиационно-активированных парамагнитных центров в кварце, которые наиболее существенно влияют на методики ретроспективной дозиметрии, основанной на электронном парамагнитном резонансе. Основное внимание уделено алюминиевым центрам, которые связаны с изоморфным замещением иона Si4+ на ион Al3+ в структуре кварца. Описано механизмы формирования, а также спектроскопические, магнитоэлектрические и радиационные характеристики парамагнитных центров, которые являются важными для разработ- ки новых подходов к реконструкции дозовых нагрузок кварца. Приведены результаты апробации полученных результатов для реконструкции дозовых нагрузок кварца приуроченного к зоне аварии на Чернобыльской атомной электростанции.
The special properties of radiation-activated paramagnetic centers in quartz that are most important for retrospective dosimetry based on electron paramagnetic resonance. The basic attention were devoted to aluminum centers, which connected with isomorphic substitution of Si4+ ions by Al3 ions in the quartz structure. The formation mechanism, spectroscopic, magnetoelectric and radiation characteristics of the paramagnetic centers those are most important for development of new approaches for reconstruction of dose loading of quartz. The results related to approbation of the obtained results for dose reconstruction of quartz from area of Chernobyl accident have been described.
uk
Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України
Екологічна безпека та природокористування
Екологічна безпека
Властивості радіаційних центрів в кварці, що найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної ЕПР дозиметрії
Article
published earlier
spellingShingle Властивості радіаційних центрів в кварці, що найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної ЕПР дозиметрії
Радчук, В.В.
Брик, О.Б.
Екологічна безпека
title Властивості радіаційних центрів в кварці, що найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної ЕПР дозиметрії
title_full Властивості радіаційних центрів в кварці, що найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної ЕПР дозиметрії
title_fullStr Властивості радіаційних центрів в кварці, що найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної ЕПР дозиметрії
title_full_unstemmed Властивості радіаційних центрів в кварці, що найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної ЕПР дозиметрії
title_short Властивості радіаційних центрів в кварці, що найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної ЕПР дозиметрії
title_sort властивості радіаційних центрів в кварці, що найбільш суттєво впливають на методики ретроспективної епр дозиметрії
topic Екологічна безпека
topic_facet Екологічна безпека
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58190
work_keys_str_mv AT radčukvv vlastivostíradíacíinihcentrívvkvarcíŝonaibílʹšsuttêvovplivaûtʹnametodikiretrospektivnoíeprdozimetríí
AT brikob vlastivostíradíacíinihcentrívvkvarcíŝonaibílʹšsuttêvovplivaûtʹnametodikiretrospektivnoíeprdozimetríí