ABSTRACT In this paper, the radiation shielding parameters such as linear attenuation coefficients (LAC, µ), mass attenuation coefficients (MAC, µ/ρ), effective atomic numbers (Zeff), effective electron densities (Neff), half value of layers (HVL) and mean free paths (MFP) were investigated for rare earth metal oxides (CeO2 and Er2O3) doped borosilicate (BS) glasses. The glass samples were manufactured by the mechanical alloying process CeO2, Er2O3, and BS powders. The radiation shielding parameters of the BS glass samples were determined at photon energies in the energy region of 22.16–59.54 keV using a high purity germanium detector. The theoretical results for MAC were obtained from WinXCom program. It was observed that theoretical and experimental results are compatible with each other. The radiation absorption increased with increasing the concentration of CeO2 and Er2O3 in the BS samples due to high density increasing with the concentration of CeO2 and Er2O3, which are high atomic mass. Furthermore, LAC, MAC, Zeff, and Neff values for CeO2 and Er2O3 doped BS glass decreased with increasing photon energy. While the MAC value at 59.54 keV energy level for pure BS sample was 0.242 cm2/g, it increased to 0.624 cm2/g with CeO2 addition and 0.838 cm2/g with the addition of Er2O3. The and values of glass samples with Er2O3 were bigger than CeO2 doped glass samples owing to high atomic number. Consequently, it was determined that BS-Er2O3 glasses had better the radiation shielding capacity than BS-CeO2 glasses.

中文翻译：

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氧化铒和氧化铈掺杂的硼硅酸盐玻璃作为辐射屏蔽材料

摘要 在本文中，辐射屏蔽参数如线性衰减系数 (LAC, µ)、质量衰减系数 (MAC, µ/ρ)、有效原子序数 (Zeff)、有效电子密度 (Neff)、层半值 (研究了稀土金属氧化物（CeO2 和 Er2O3）掺杂硼硅酸盐（BS）玻璃的 HVL）和平均自由程（MFP）。玻璃样品是通过机械合金化工艺制造的 CeO2、Er2O3 和 BS 粉末。BS 玻璃样品的辐射屏蔽参数是使用高纯度锗探测器在 22.16-59.54 keV 能量范围内的光子能量下确定的。MAC 的理论结果是从 WinXCom 程序中获得的。据观察，理论和实验结果是相互兼容的。由于高密度随着高原子质量的 CeO2 和 Er2O3 浓度的增加而增加，因此辐射吸收随着 BS 样品中 CeO2 和 Er2O3 浓度的增加而增加。此外，CeO2 和 Er2O3 掺杂的 BS 玻璃的 LAC、MAC、Zeff 和 Neff 值随着光子能量的增加而降低。虽然纯 BS 样品在 59.54 keV 能级的 MAC 值为 0.242 cm2/g，但随着 CeO2 的加入和 Er2O3 的加入，MAC 值增加到 0.624 cm2/g 和 0.838 cm2/g。由于高原子序数，Er2O3 玻璃样品的 和 值大于 CeO2 掺杂玻璃样品。因此，确定 BS-Er​​2O3 玻璃比 BS-CeO2 玻璃具有更好的辐射屏蔽能力。这是高原子质量。此外，CeO2 和 Er2O3 掺杂的 BS 玻璃的 LAC、MAC、Zeff 和 Neff 值随着光子能量的增加而降低。纯 BS 样品在 59.54 keV 能级下的 MAC 值为 0.242 cm2/g，添加 CeO2 后增加到 0.624 cm2/g，添加 Er2O3 后增加到 0.838 cm2/g。由于高原子序数，Er2O3 玻璃样品的 和 值大于 CeO2 掺杂玻璃样品。因此，确定 BS-Er​​2O3 玻璃比 BS-CeO2 玻璃具有更好的辐射屏蔽能力。这是高原子质量。此外，CeO2 和 Er2O3 掺杂的 BS 玻璃的 LAC、MAC、Zeff 和 Neff 值随着光子能量的增加而降低。纯 BS 样品在 59.54 keV 能级下的 MAC 值为 0.242 cm2/g，添加 CeO2 后增加到 0.624 cm2/g，添加 Er2O3 后增加到 0.838 cm2/g。由于高原子序数，Er2O3 玻璃样品的 和 值大于 CeO2 掺杂玻璃样品。因此，确定 BS-Er​​2O3 玻璃比 BS-CeO2 玻璃具有更好的辐射屏蔽能力。添加 Er2O3 后为 838 cm2/g。由于高原子序数，Er2O3 玻璃样品的 和 值大于 CeO2 掺杂玻璃样品。因此，确定 BS-Er​​2O3 玻璃比 BS-CeO2 玻璃具有更好的辐射屏蔽能力。添加 Er2O3 后为 838 cm2/g。由于高原子序数，Er2O3 玻璃样品的 和 值大于 CeO2 掺杂玻璃样品。因此，确定 BS-Er​​2O3 玻璃比 BS-CeO2 玻璃具有更好的辐射屏蔽能力。