芳香族化合物

[拼音]:fushe faguang

[英文]:radioluminescence

α、β、γ及X射線激發物體引起的發光。 α射線是帶正電(氦核)的粒子流,而β射線是電子流,都是帶電粒子,不過,它們比一般帶電粒子,例如陰極射線,能量大得多。γ射線和 X射線是電磁輻射,都是光子流,不過,比可見光、紫外線的光子能量大得多。因此相對地說,輻射發光又可稱為高能粒子發光。物體的輻射發光譜與其他方式激發的發光譜基本相同,但從激發過程來看,它們之間有很大的差別。

高能帶電粒子入射發光體後,同發光體中的原子(或分子)碰撞,引起原子的激發或電離,從原子電離出來的電子,具有很大的動能,可以繼續引起其他原子的激發或電離,因而產生大量次級電子。高能光子流入射發光體時,可能發生光電效應、康普頓效應及形成電子-正電子對(X 射線主要產生光電子);這些效應也都能產生大量次級電子。以上兩種激發情況都有共同的特徵:在粒子(光子)通過的路程上有大量的原子被激發或電離,並且產生大量的次級電子,因此這種激發具有密度高和空間不均勻性的特點,它們只發生在粒子(光子)經過的軌跡附近,形成所謂的激發帶;典型的例子,對於ZnS材料,α粒子(能量約5MeV)引起的激發帶直徑只有10-5cm,β粒子(約為1MeV)引起的帶直徑只有1.8×10-5cm,而X射線(約35keV)引起的帶則較大,為9×10-5cm。輻射激發的這些特點使得其發光量子效率大大超過1;例如對於X射線, 高達1000以上的量子效率並不難獲得。這些都是有別於普通激發和發光的特點。

但是發光材料受到射線輻照的性狀還是比較複雜的。一般地說,長期受到粒子轟擊,會逐漸引起原子的位移、形成各種缺陷,因而使無輻射中心數逐漸增加,發光效能逐漸衰退。與此相反,一些材料在射線粒子轟擊下卻觀察到發光增長現象,例如ZnS在α粒子轟擊下藍髮射帶反而增強。總之輻照下物體的性狀是比較複雜的,有待深入研究。

輻射發光可有許多重要應用。其中最重要的有:

(1)閃爍計數器、閃爍探測器。用來進行射線強度、能譜及劑量的測量。

(2)X 射線醫療及工業無損探測用的直接觀察屏,以及使乳膠感光的增感屏。直接觀察屏要求發光譜與人眼光譜響應匹配,一般譜峰在520~560nm之間。增感屏則要求感光乳膠對X 射線的吸收很少,而屏中的輻射發光材料吸收X 射線發出的光,能使乳膠感光,因此,發出的光應與乳膠的光譜響應相匹配。

(3)永久性發光材料。在發光材料(例如ZnS)中加入少量的放射性同位素,可以不需其他外加能源就能長時間地發光。有些同位素半衰期很長,所以稱這種材料為永久性的發光材料。它可以用來作為一種弱照明的不熄光源,例如塗覆在儀表上,可在夜間或暗處觀察。實際上,為了減低放射線對人體的傷害,現在常採用半衰期較短、毒害較低的人工同位素,例如氚(3H)半衰期12.33年,鉕(147PM)半衰期2.65年,發光材料則用ZnS等。