Abstract
In the optic,11 grade LiF crystal, the electron traps corresponding to the thermoluminescence(abbreviated to TL) glow peak develop as irradiation dose is increased. Originally the electron trap of the crystal has two levels but as the dose reaches to the order of 10$^4$rontgen, it attains five levels as observed in the TL glow curves. The five trap depths are determined from the glow peak temperatures for two different heating rates, $\theta$=6.6$^{\circ}C$/sec and 3.4$^{\circ}C$/sec. The electron trap depths have the following values E$_1$=0.79 eV, E$_2$=0.93 eV, E$_3$=1.02 eV, E$_4$=1.35 eV, E$_{5}$=1.69eV. The special feature of thermoluminescence of optical grade LiF is that the traps, except E$_1$and E$_2$corresponding to 12$0^{\circ}C$ glow peak and 15$0^{\circ}C$ glow peak for $\theta$=6.6$^{\circ}C$/sec, have severe thermal instability, namely E$_3$, E$_4$and E$_{5}$ levels disappear during bleaching process. These defects in the optical grade LiF crystal seem annealed out during the course of TL measurement. The fresh or long time unused LiF(Mg) crystal shows only two glow peaks at 17$0^{\circ}C$ and 23$0^{\circ}C$ for $\theta$=6.6$^{\circ}C$/sec, but upon sensitization with r-ray irradiation, it converts to the six glow peak state. The four electron traps, E$_1$, E$_2$, E$_3$, and E$_{6}$ created by r-ray irradiation and corresponding to the glow peaks at T=10$0^{\circ}C$ 13$0^{\circ}C$, 15$0^{\circ}C$ and 29$0^{\circ}C$ are stable and not easily annealed out thermally, The sensitization essentially required to LiF(Mg) dosimeter is to give the crystal the stable six levels in the electron trap. In optical grade LiF, the plot between logarithm of total TL output versus logarithm of r-ray dose gives more supra-linear feature than that of LiF(Mg). However, if one takes the height of 12$0^{\circ}C$ glow peak(S=6.6$^{\circ}C$/sec), instead of the total TL output, the curve becomes close to that of LiF(Mg).
광학급 LiF단결정의 열형광유선은 r선조사선양이 증가함에 따라서 변화한다. 즉 선량이 적을 때는 2개의 glow peak를 가지나, 선양이 정차 증가하여 10$_{5}$ rontgen 정도에 이르면 5개의 glow peak를 나타낸다. 이들 glow peak에 대응하는 energy 준위 Ei(i=1,2,3,4, 및 5)는 전도대 밑으로 부터의 깊이로 표시할 때 다음과 같은 값을 갖는다. 이들 E$_i{$의 값은 가열속도 $\theta_1$=6.6$^{\circ}C$/sec와 $\theta_2$=3.4$^{\circ}C$/sec에 대한 glow peak의 온도를 얻은 다음, Randall-Wilkins의 이론에 따라서 계산되었다. 광학급 LiF단결정에서 E$_1$과 E$_2$이외의 전자 trap은 열적으로 불안정하며 LiF(Mg) 열형광선양계에 불가결한 것으로 되어있는 sensitization의 효과가 거의 없다. LiF(Mg)는 $\theta$=6.6$^{\circ}C$/sec 일때, 17$0^{\circ}C$와 23$0^{\circ}C$에 glow peak를 나타내며 이들에 대응하는 전자 trap E$_4$와 E$_{5}$ 이외에 방사선이 조사됨에 따라서 E$_1$, E$_2$, E$_3$ 및 E$_{6}$의 전자 trap이 형성되며 이들 값은 다음과 같다. LiF(Mg)에서 방사선상해 때문에 형성된 E$_1$, E$_2$, E$_3$및 E$_{6}$는 모두 상당히 열적으로 안정하며, sensitization과정에서 형성된다. 이 안정한 6준위계에서 LiF(Mg)예 의한 방사선 선양측정이 시행되어야 한다. E$_1$,E$_2$,E$_3$ 및 E$_{6}$의 안정성은 LiF결정내의 $Mg^{$ ++/ 불순물의 영향으로 사료된다. 광학급 LiF단결정의 열형광에서 r선양의 대수표시양과 전열형광양의 대수표시 사이에 비선형성을 나타낸다. 그러나 열적으로 안정한 12$0^{\circ}C$ glow peak만을 고려하여 r선양의 대수표시양과 12$0^{\circ}C$ slow peak의 높이의 대수표시량 사이에서 비선형성이 감소되어, LiF(Mg)에 대한 곡선과 매우 유사한 곡선을 얻게 된다.