Abstract Using the well-known melt-quenching method, samples with the addition of 0.5 wt% of Nd2O3 to the following compositions (in wt.%) were prepared: 85TeO2–15ZnO (TZ), 85.0TeO2-12.95ZnO-2.05Al2O3 (TZA), 40GeO2-60PbO (GP), 39.60GeO2-59.41PbO-0.99Al2O3 (GPA1), 39.22GeO2-58.82PbO-1.96Al2O3 (GPA2). X-ray diffraction (XRD) measurements were performed to confirm the amorphous nature of the samples (Miniflex Desktop X-Ray/Rigaku at 534 nm). Raman spectra were recorded in the 300 - 1100 cm−1 wavenumber range using a Witec Alpha 330R spectrometer with an Ar+ laser (514.5 nm, 150 mW) in a back-scattering geometry, to determine vibrational modes of all the samples. Finally, an extended caracterization on nuclear radiation attenuation properties of glass samples were done using FLUKA Monte Carlo code and PHITS code. The addition of Al2O3 do not cause a large influence, as it occurs to tellurite glasses prepared in platinum crucible. However the band centered at 780 cm−1 related to Ge–O and Ge-O-Ge symmetric stretching vibrations in GeO4 tetrahedral units presents intensity increase and a slighlty shift to smaller wavenumber with the addition of Al2O3. The ranges of mean free path values for the glasses were reported as 0.94–3.26, 0.97–3.35, 1.00–3.43, 1.62–3.73, and 1.65–3.80 cm for GP, GPA1, GPA2, TZ, and TZA respectively. The multi-results showed that GP has promising and suitable material properties as a candidate material for nuclear radiation shielding aims.

中文翻译：

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使用 XRD、拉曼光谱、FLUKA 和 PHITS 对合成的碲酸盐 (TeO2) 和锗酸盐 (GeO2) 玻璃屏蔽进行结构和物理表征研究

摘要 使用众所周知的熔体淬火方法，制备了添加 0.5 wt% Nd2O3 到以下成分 (wt.%) 的样品：85TeO2–15ZnO (TZ)、85.0TeO2-12.95ZnO-2.05Al2O3 ( TZA)、40GeO2-60PbO (GP)、39.60GeO2-59.41PbO-0.99Al2O3 (GPA1)、39.22GeO2-58.82PbO-1.96Al2O3 (GPA2)。进行 X 射线衍射 (XRD) 测量以确认样品的无定形性质 (Miniflex Desktop X-Ray/Rigaku at 534 nm)。使用 Witec Alpha 330R 光谱仪在 300 - 1100 cm-1 波数范围内记录拉曼光谱，并在背向散射几何中使用 Ar+ 激光器（514.5 nm，150 mW），以确定所有样品的振动模式。最后，使用 FLUKA Monte Carlo 代码和 PHITS 代码对玻璃样品的核辐射衰减特性进行了扩展表征。Al2O3 的添加不会产生很大的影响，因为它会发生在铂坩埚中制备的碲酸盐玻璃中。然而，与 GeO4 四面体单元中的 Ge-O 和 Ge-O-Ge 对称伸缩振动相关的以 780 cm-1 为中心的带呈现强度增加和随着 Al2O3 的加入而向更小的波数移动。对于 GP、GPA1、GPA2、TZ 和 TZA，玻璃的平均自由程值范围分别报告为 0.94-3.26、0.97-3.35、1.00-3.43、1.62-3.73 和 1.65-3.80 cm。多项结果表明，GP作为核辐射屏蔽目标的候选材料具有良好的和合适的材料特性。然而，与 GeO4 四面体单元中的 Ge-O 和 Ge-O-Ge 对称伸缩振动相关的以 780 cm-1 为中心的带呈现强度增加和随着 Al2O3 的加入而向更小的波数移动。对于 GP、GPA1、GPA2、TZ 和 TZA，玻璃的平均自由程值的范围分别报告为 0.94-3.26、0.97-3.35、1.00-3.43、1.62-3.73 和 1.65-3.80 cm。多项结果表明，GP作为核辐射屏蔽目标的候选材料具有良好的和合适的材料特性。然而，与 GeO4 四面体单元中的 Ge-O 和 Ge-O-Ge 对称伸缩振动相关的以 780 cm-1 为中心的带呈现强度增加和随着 Al2O3 的加入而向更小的波数移动。对于 GP、GPA1、GPA2、TZ 和 TZA，玻璃的平均自由程值的范围分别报告为 0.94-3.26、0.97-3.35、1.00-3.43、1.62-3.73 和 1.65-3.80 cm。多项结果表明，GP作为核辐射屏蔽目标的候选材料具有良好的和合适的材料特性。