Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
การประเมินคุณสมบัติทางแสงและการป้องกันรังสีของระบบแก้วฟอสเฟตชนิดใหม่ -…
การประเมินคุณสมบัติทางแสงและการป้องกันรังสีของระบบแก้วฟอสเฟตชนิดใหม่
บทนำและที่มาของงานวิจัย
ปัญหา: คอนกรีตบังรังสีมีน้ำหนักมาก ทึบแสง และเสื่อมสภาพตามเวลา
มีความเป็น: แก้ว (Glass) มีความโปร่งแสง เตรียมง่าย และความหนาแน่นคงที่
จุดเน้น: เติม Bi2O3 เพื่อเพิ่มความหนาแน่นและประสิทธิภาพการกำบังรังสี
การเตรียมแก้วและส่วนผสมทางเคมี
สูตรเคมี: xBi2O3 + 20CaO + 10K2O + (30-x)Na2O + 40P2O5
ตัวอย่าง: BiCKNP1 (x=0) ถึง BiCKNP5 (x=10 mol%)
วิธีการผลิต: Melt Quenching แบบดั้งเดิม (หลอม 1000°C / อบคลายเครียด 320°C)
สมบัติทางออปติก (ทางแสง)
Tauc's Plot (Fig. 2-3): หาค่า Band Gap จากจุดตัดแกน x ของกราฟ (ahv)^n
ช่องว่างแถบพลังงาน (Band Gap): Direct ลดลง (3.633 -> 3.517 eV) จากการเกิด NBOs
ดัชนีหักเห (n) & ไดอิเล็กทริก: ดัชนีหักเห n เพิ่มขึ้น (2.405 -> 2.455) ตามไอออน Bi3+
เกณฑ์ความเป็นโลหะ (M): ค่า M < 1 (0.385 -> 0.373) ยืนยันว่าแก้วมีสมบัติเป็นอโลหะ
ประสิทธิภาพการกำบังรังสี (ข้อมูลกราฟ)
เครื่องมือวิเคราะห์: จำลองด้วย MCNP-5 เทียบกับ XCOM (ความคลาดเคลื่อน < 2%)
LAC Graph (Fig. 4-5): กราฟชันลงที่พลังงานต่ำ (Photoelectric) และลดลงตามพลังงาน
LAC Values: ที่ 0.276 MeV ค่า LAC เพิ่มจาก 0.257 -> 0.806 cm⁻¹ (BiCKNP5 สูงสุด)
HVL & MFP Graph (Fig. 7, 9): ค่า HVL/MFP ลดลงเมื่อเติม Bi2O3 (BiCKNP5 บางที่สุด)
Transmission Factor Graph (Fig. 6): TF ลดลงแบบ Exponential ตามความหนาแก้ว
สรุปผลและการนำไปประยุกต์ใช้
การค้นพบหลัก: การแทนที่ Na2O ด้วย Bi2O3 ช่วยเพิ่มทั้งสมบัติทางออปติกและการกำบังรังสี
ตัวอย่างที่ดีที่สุด: BiCKNP5 (เติม Bi2O3 10 mol%) มีประสิทธิภาพสูงสุด
การนำไปใช้: เหมาะสำหรับทำหน้าต่างโปร่งแสงบดบังรังสีทางการแพทย์และอุตสาหกรรม
สมบัติทางกายภาพ
ความหนาแน่น (Density): เพิ่มขึ้นจาก 2.3337 -> 3.5182 g/cm³ ตามปริมาณ Bi2O3
ปริมาตรโมลาร์ (Molar Volume): ลดลงจาก 41.136 -> 38.769 cm³/mol โครงสร้างแน่นขึ้น
พารามิเตอร์โครงสร้าง: Polaron radius (rp) และ Inter-nuclear distance (ri) ลดลง