Abstract The thermoluminescence (TL) dosimetric response observed in crystalline synthetic diamondspecimens of different origin has indicated excellent levels of performance as detector and dosimeter concerning high energetic photons and particle beams. In the present work, we report on the photoluminescence and TL characteristics of detonation diamond microcrystals having 250–300 μm grain size. The high quality of detonation diamond specimens was demonstrated by photoluminescence spectroscopy with 488 nm wavelength excitation, depicting clearly the presence of negative nitrogen-vacancy [NV]− and the neutral nitrogen-vacancy [NV]o center population localized at 1.946 eV and 2.157 eV, respectively as well as a vacancy trapped at dinitrogen (2.47 eV). The TL glow curve shape, repeatability, and thermal fading were studied in samples exposed to alpha and beta irradiation. A linear dose-response was observed in the ranges of 6.6–33 Gy and 13–33 Gy, for alpha and beta irradiations, respectively. The repeatability was determined to be about 2%. The detonation microdiamonds exhibited a TL thermal fading decay of around 50% TL in a 24 h after irradiation at room temperature. A computer glow curve deconvolution was utilized by assuming four mixed order kinetics overlapped TL peaks to determine their kinetic parameters. The TL glow curve shapes and the kinetics values of the TL peaks were comparable irrespective of alpha or beta irradiated samples. The findings reflect that detonation diamond microparticles are suitable material to be used as alpha and beta radiation TL dosimeters.

中文翻译：

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暴露于 β 和 α 辐射的爆轰金刚石微粒的热释光响应

摘要 在不同来源的晶体合成金刚石样品中观察到的热释光 (TL) 剂量学响应表明，它作为探测器和剂量计在高能光子和粒子束方面具有出色的性能水平。在目前的工作中，我们报告了具有 250-300 μm 晶粒尺寸的爆炸金刚石微晶的光致发光和 TL 特性。使用 488 nm 波长激发的光致发光光谱证明了爆炸金刚石样品的高质量，清楚地描绘了负氮空位 [NV]- 和位于 1.946 eV 和 2.157 eV 的中性氮空位 [NV]o 中心群的存在，以及在二氮（2.47 eV）处捕获的空位。TL辉光曲线形状、重复性、在暴露于 α 和β 辐射的样品中研究了热褪色和热褪色。分别在 6.6-33 Gy 和 13-33 Gy 范围内观察到 α 和 β 辐射的线性剂量反应。重复性确定为约 2%。在室温下照射 24 小时后，爆轰微金刚石表现出约 50% TL 的 TL 热衰减衰减。通过假设四个混合级动力学重叠 TL 峰来利用计算机辉光曲线解卷积来确定它们的动力学参数。TL 辉光曲线形状和 TL 峰的动力学值是可比的，而与 α 或 β 辐照样品无关。研究结果表明，爆震金刚石微粒是用作 α 和 β 辐射 TL 剂量计的合适材料。分别在 6.6-33 Gy 和 13-33 Gy 范围内观察到 α 和 β 辐射的线性剂量反应。重复性确定为约 2%。在室温下照射 24 小时后，爆轰微金刚石表现出约 50% TL 的 TL 热衰减衰减。通过假设四个混合级动力学重叠 TL 峰来利用计算机辉光曲线解卷积来确定它们的动力学参数。TL 辉光曲线形状和 TL 峰的动力学值是可比的，而与 α 或 β 辐照样品无关。研究结果表明，爆震金刚石微粒是用作 α 和β 辐射 TL 剂量计的合适材料。分别在 6.6-33 Gy 和 13-33 Gy 范围内观察到 α 和 β 辐射的线性剂量反应。重复性确定为约 2%。爆轰微金刚石在室温下照射 24 小时后表现出约 50% TL 的 TL 热衰减衰减。通过假设四个混合级动力学重叠 TL 峰来利用计算机辉光曲线解卷积来确定它们的动力学参数。TL 辉光曲线形状和 TL 峰的动力学值是可比的，而与 α 或 β 辐照样品无关。研究结果表明，爆震金刚石微粒是用作 α 和 β 辐射 TL 剂量计的合适材料。在室温下照射 24 小时后，爆轰微金刚石表现出约 50% TL 的 TL 热衰减衰减。通过假设四个混合级动力学重叠 TL 峰来利用计算机辉光曲线解卷积来确定它们的动力学参数。TL 辉光曲线形状和 TL 峰的动力学值是可比的，而与 α 或 β 辐照样品无关。研究结果表明，爆震金刚石微粒是用作 α 和β 辐射 TL 剂量计的合适材料。在室温下照射 24 小时后，爆轰微金刚石表现出约 50% TL 的 TL 热衰减衰减。通过假设四个混合级动力学重叠 TL 峰来利用计算机辉光曲线解卷积来确定它们的动力学参数。TL 辉光曲线形状和 TL 峰的动力学值是可比的，而与 α 或 β 辐照样品无关。研究结果表明，爆震金刚石微粒是用作 α 和β 辐射 TL 剂量计的合适材料。TL 辉光曲线形状和 TL 峰的动力学值是可比的，而与 α 或 β 辐照样品无关。研究结果表明，爆震金刚石微粒是用作 α 和β 辐射 TL 剂量计的合适材料。TL 辉光曲线形状和 TL 峰的动力学值是可比的，而与 α 或 β 辐照样品无关。研究结果表明，爆震金刚石微粒是用作 α 和β 辐射 TL 剂量计的合适材料。