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TL-900

TL-900熱釋光測試系統(tǒng)

TL-900 熱釋光測量系統(tǒng)專為熱釋光測試設(shè)計，可對樣品進行熱釋光三維光譜， 熱釋光發(fā)光曲線，X 射線熒光光譜測量，余輝衰減光譜的測量。輻照源可選X 射線或紫外光源，樣品倉滿足國標(biāo)安全輻射劑量要求，快速加熱模塊實現(xiàn)多種升溫速率控制，高靈敏度CCD 可在快速升溫過程中實時記錄熱釋光隨溫度變化過程。
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產(chǎn)品概述
熱釋光，是一種冷發(fā)光現(xiàn)象，一些晶體在被加熱時，原來吸收并儲存在晶格缺陷中的電磁輻射或其他電離輻射會以光子的形式釋放出來。物理機制是發(fā)光體被激發(fā)時產(chǎn)生了離化，被離化出的電子將進入導(dǎo)帶，這時它可以和離化中心復(fù)合產(chǎn)生發(fā)光，或被材料中的陷阱俘獲。陷阱是缺陷或雜質(zhì)在晶體中形成的局部反常結(jié)構(gòu)。它在禁帶中形成了局域性能級，可以容納和儲存電子。這些電子只有通過熱、光、電場的作用才能返回到導(dǎo)帶，到導(dǎo)帶后它們或者和離化中心復(fù)合產(chǎn)生發(fā)光，或者再次被陷阱俘獲。 由熱釋放出的電子同離化中心復(fù)合所產(chǎn)生的發(fā)光，稱為熱釋光。熱釋光是形成長余輝發(fā)光的重要原因，有的材料的長余輝可以延續(xù)到十多個小時。
 
熱釋光原理示意圖
 
熱釋光曲線
熱釋電子的概率正比于e－ε/kT，ε 是陷阱深度，k 是玻耳茲曼常數(shù)，T 是絕對溫度。熱釋光與陷阱深度有關(guān)，如線性升溫即恒速升溫時，熱釋光曲線可直觀地顯示材料中的陷阱種類和深度，以及每個陷阱的密度等。熱釋光曲線記錄光強隨著溫度發(fā)生變化的關(guān)系，每一個峰對應(yīng)一個特定的電子或空穴捕獲中心。
 
熱釋光應(yīng)用
熱釋光可應(yīng)用在放射劑量測定、考古學(xué)和地質(zhì)學(xué)的年代鑒別、輻照食品檢測、固體缺陷分析等領(lǐng)域。
土壤（包括巖石、礦物）的熱釋光在地質(zhì)學(xué)中應(yīng)用非常廣泛，例如地層對比、地質(zhì)年齡測定、巖相古地理、地質(zhì)測溫、構(gòu)造活動研究、變質(zhì)作用研究、尋找礦床，隕石及月巖研究等。
2019 年《古陶瓷熱釋光測定年代技術(shù)規(guī)范》正式發(fā)布并實施，熱釋光年代測量技術(shù)成為 古陶瓷年代測量和真?zhèn)舞b定的權(quán)威技術(shù)方法。陶瓷是由天然粘土燒制的，粘土又是由石英、 長石和方解石等礦物晶體組成。粘土中含有微量的天然放射性物質(zhì)鈾、釷、鉀 40 等。當(dāng)晶體受到這些放射性物質(zhì)產(chǎn)生的天然射線、及環(huán)境和宇宙輻照時，會將一部分的輻射能貯藏在晶體中。在加熱的條件下，晶體儲存的輻射可以熱釋光的形式釋放出來。
陶瓷器在燒制時經(jīng)過高溫已經(jīng)把之前儲存的輻射能量釋放完畢，所以燒制結(jié)束后，瓷器中的晶體又以均勻的速率重新積累輻射能。當(dāng)對陶瓷進行取樣加熱，測量所累積的輻射能，計算出該器件燒制后距離現(xiàn)在的時間，從而達到斷代的目的。
 
TL-900 熱釋光測試系統(tǒng)
北京卓立漢光儀器有限公司的 TL-900 熱釋光測量系統(tǒng)專門為熱釋光測試而設(shè)計，可以對熱釋光樣品進行熱釋光三維光譜，熱釋光發(fā)光曲線，X 射線熒光光譜測量，余輝衰減光譜的測量。輻照源可選擇 X 射線或者紫外光源，樣品倉具備 X 射線輻射防護，滿足國標(biāo)安全輻射劑量要求，快速加熱模塊實現(xiàn)多種升溫速率控制，高靈敏度 CCD 檢測器可在快速升溫過程中實時記錄熱釋光的溫度變化過程。
 
 
原位 X 射線輻照源
● 光管電壓 4-50Kv
● 功率 0-50W 連續(xù)可調(diào)
● 鎢靶，鈹窗厚度 200μm
 
輻射防護樣品倉
● 內(nèi)置監(jiān)視器方便觀察樣品發(fā)光狀態(tài)，并具有拍照功能
● 安全開關(guān)，與上蓋聯(lián)動
● 輻射防護防護滿足國標(biāo)GBZ115-2002《低能射線裝置放射防護標(biāo)準(zhǔn)》，由中國計量研究院輻射劑量認(rèn)證，配測試證書
 
加熱模塊
可在 -190℃ ~ 600℃ 范圍內(nèi)控溫，同時允許光學(xué)觀察和樣品氣體環(huán)境控制。熱臺上蓋與底殼構(gòu)成一個氣密腔，可充入氮氣等保護氣體，防止樣品在負(fù)溫下結(jié)霜，或高溫下氧化。
● 溫度范圍：-190℃ -600℃
● 最大加熱 / 制冷速率：+150℃ /min （100℃時）；50℃ /min （100℃時）
● 最小加熱 / 制冷速度：±0.01℃ /min
● 溫度分辨率：0.01℃
● 溫度穩(wěn)定性 ：±0.05℃（>25℃）；±0.1℃（<25℃）
 
實測案例
下圖為一種無機長余輝發(fā)光材料的熱釋光三維光譜以及熱釋光溫度譜。溫度變化范圍為 24℃ ~300℃，升溫的速率為50℃ / 分鐘。該樣品在 613.5nm 處有最強的發(fā)光峰，(b) 圖為從熱釋光三維光譜（a）中切片截取得到的熱釋光—溫度譜線，其峰值對應(yīng)的溫度 Tm=163℃。
 
（a）熱釋光三維光譜


（b）熱釋光溫度譜


熱釋光等高線圖
 
TL-900 熱釋光測試系統(tǒng)性能指標(biāo)