NMI` (1.14)
ko’paytmaga proporsional bo’lib I ` esa oldingi (1.13) tenglamadan aniqlanadi.
4)Issiqlik va konsentratsion balans shartini quyidagi ko’rinishda ifodalash mumkin:
=k(M-N)-k`N-f(N,M,T) (1.15)
bu yerda, M- ranglanish markazlari hosil qiluvchi nuqsonlar konsentratsiyasi, k va k`- radiatsion yutilishi intensivligiga proporsional bo’lgan koeffitsientlar f(N,M,T) issiqlik tiklanish shartini xarakterlovchi funksiya.
Agar radiatsion ranglanish uzoq vaqt davomida o’zgarmasa, u holda
D=ln=a(1-e), a=, (1.16)
Bu yerda a koeffitsient nafaqat namuna qalinligi va yutilish koeffitsienti ga bog’liq balki ranglash markazlari (M) konsentratsiyasiga bog’liq.
Agar ranglovchi markaz bir qancha ranglovchi konsentratsiyalardan iborat bo’lsa M1 ,M2 ,... u holda
D=, a=, (1.17)
Elektron va teshik ranglash markazlari hosil bo’lishini fenomenologik S.M.Brexovskiy va L.M.Landa lar quyidagicha ifodalashdi:
(1.18)
N-ranglanish markazlari hosil bo’ladigan nuqsonlar konsentratsiyasi
p-zaryad tashuvchini yutilishi natijasida ranglanish markazi hosil qilish ehtimoliyati
q va q- berilgan temperaturada issiqlik ta’sirida yoki radiatsiya ta’sirida markazlarning buzilish ehtimoliyati
(1.18) tenglamaning yechimi sodda holatga keltiriladi
k-e(k-1)= e (1.19)
bu yerda ; k=(n-n)/(n-n)
Optik zichlikning optik ortishi D dan t1 va t2 turli nurlantirish vaqtlari uchun ni aniqlash mumkin.
q kattalik nurlantirish tugatilgandan keyin izotermik rangsizlanishi tajribadan aniqlanadi.
Shunday qilib, (1.19) tenglamadan p/ nisbat va spektrning ma’lum sahosida yutilishga sababli radiatsion nuqsonlar konsentratsiyasi aniqlash mumkin .R.Levu borosilikat shisha “Korning” tipida radiatsion ranglanishlarni radiatsiya ta’sirida hosil bo’lishini o’rgandi. Umumiy yutilish sohasining kengligi namunada mavjud alohida yutish nuqsonlar soni va yutish chiziqlari yig’indisidan ya’ni qo’shilish natijasi ekanligini asoslab berdi.
Xususan tanlangan namuna uchun to’rtda yutilish sohasi ya’ni ranglanish markazlari yutilish Gauss shaklida
(E)=, (1.20)
bu yerda, E - har bir cho’qqiga to’g’ri keluvchi energiya maksimumi
-maksimumda yutilish koeffitsienti
(E)-E enegiyali fotonlarni yutilishi
Oyenning hisoblariga ko’ra har bir -kvant 100 yaqin siljishlarga olib keladi, demak 5 P doza bilan nurlantirilganda shisha hosil qiluvchi karkasda 10-10 ta atomlar siljishi mumkin bo’ladi. Agar bir atom masalan F-markazga o’xshashranglovchi markaz hosil qila olsa, ranglar markazi hosil bo’lishi sifat jihatdan izohlab, radiatsion optik hodisalarni past temperaturalarda elektronlar xarakatchanligi e’tiborga olinmagan holatda va boshqa qo’shimchalar bilan o’zaro ta’sirini hisoblamagan holda tushuntirish mumkin bo’ladi.
Faraz qilinadiki nuqsonlarning hosil bo’lish va rekanbinatsiya tezligi faqat ionizatsion jarayonlar bilan bog’liq. Shu sababli ranglar markazlari va mos ravishda yutilish sohalari ikki yo’l bilan hosil bo’ladi ya’ni nurlantirilgangacha shishada mavjud bo’lgan nuqsonlarda va radiatsion maydoni ta’sirida siljigan nuqsonlarda. Lekin bu holda fundamental yutilish chegarasining hosil bo’lishini tushuntirish ancha murakkab.
Optik zinchlikning doza bog’liqligidan C molekula formulasi yordamida ranglar markazlari (harakatchan elektronlar) soni aniqlash mumkin.
(1.21)
bu yerda, f – ossilyator kuchi, n – refraksiya indeksi, am – yutilish koeffitsiyenti, Bu koeffitsiyent , d – namuna qalinligi, D – optik zinchlik, U – maksimumining yarim balandligidagi kengligi (eV).
(1.20) va (1.21) formulalarning fizik manosidan shu kelib chiqadiki bu tasavvurlar radiatsiyadan issiqlik ishlov berishni to’la izohlay olmaydi. Bizga malumki o’tkazuvchanlik chegarasi qanday temperaturada ishlov berishga bog’liq bo’ladi. bu formulaga o’xshash bo’lgan Urbaxning empirik qoidasiga asosan bu bog’lanishni (kristallar) uchun ifodalash mumkin.
(1.22)
Bu yerda, a – yutilish koeffitsiyenti.
E – foton energiyasi; - tasiridan aniqlanadigan va berilgan jismning fizikaviy va ximyaviy xossalariga bog’liq kattaliklar. Zamonaviy tasavvurlarga asosan Urbax qoidasini tushuntirish asosida kuchli eksiton – foton o’zaro ta’sir yutilish chegarasida eksitonlarning lokallashuvi natijasida sodir bo’ladi.
Radiatsion fonlanish – murakkab hodisadir. Bu hodisani ifodalovchi faktorlar bo’lib
-
ximyaviy tartib (shisha hosil qiluvchi tarkib Modifikatorlar, ranglovchi qo’shimcha, nazorat qilish imkoni bo’lmagan qo’shimchalar)
-
tiklanish va oksitlanish sharoitlari
-
temperaturaviy ishlov berish tartibi
-
radiatsiyaviy ishlov berish tartibi (ultra binafsha, gamma nurlanish va h.k.) shishalarning radiatsion sezgirligi radiatsion ximyaviy jarayonlar.
Radiatsion ximyaviy jarayonlar odatda radiatsin ranglanishga olib keladi, natijada ba’zi tarkibdagi shishalar doza yoki radiatsiya erkinligiga juda sezgir bo’lib qoladi. Bunday tarkibdagi shishalarga asosan tarkibida o’zgaruvchan valentli ionlar mavjud bo’lgan shishalar kiradi. Masalan , , , va murakkab reaksiyali, masalan (,)(,) (,)(,) va hakazo.
Bunday reaksiyalar zaryad o’zgarishi faqat ionlashtruvchi nurlanishlar, ultrabinafsha, rengen, gamma, elektron ta’sirida ro’y beradi.
Radiatsion optik turg’unligi va shishalarning proteltorlik xususiyatlari radiatsion optik turg’unligi deganda shishalarning optik xususiyatlarining (shaffofligi - utkazuvchanligi) to’lqin uzunligining keng oralig’ida qo’llanish vaqtida o’zgarishsiz qolishi tushuniladi. Odatda radiatsion optik turg’unligi nurlanish fazosiga bog’liq ravishda yutilish spektrlari o’zgarishiga qarab aniqlanadi. N..F.Orlov fikriga ko’ra ionlashtruvchi nurlanishdan himoya qiluvchi texnik shishalar efektiv biologik himoya qilishi, spektrning ko’rinish sohasida shaffofligi yuqori bo’lishi, sindirish koeffitsienti yuqori bo’lishi, rasiatsion nurlanishga chidamli va ximyaviy chidamli bo’lishi kerak. Bu yuqoridagi talablar asbob va uskunalarning AES, yadroviy reaktorlarda, yadroviy qoldiqlarni saqlash qurilmalarda ishlatilishda axamiyatga egadir.
Silikat shishalarda ionlashtiruvchi nurlanishlar va ultra binafsha nurlar ta’sirida ranglanish markazlari hosil bo’ladi va UB, ko’rinish hamda infra qizil sohada yutilish sohalari hosil bo’ladi. Nurlanish ta’sirida o’zining optik xususiyatlarini o’zgartirmaydigan shishalarni hosil qilish uchun uning xususiyatlarini o’rganish aktiual vazifalardan biridir.
Silikat shishalarga UB nurlanish ta’sirida hosil bo’ladigan qo’shimcha yutilish soha zichligining uyg’onuvchi nurlanish chastotasiga bog’liqligi o’rganilganda 190-240nm oraliqda qo’shimcha yutilish sohasi aniqlangan.
Moddalarda ionlashish effektlari elektr o’tkazuvchanlikning kamayishida namoyon bo’ladi. Elektronlarning notekis taqsimlanishi natijasida moddalarda ranglashish markazlari hosil bo’lishiga olib keladi. Ko’pginaa tekshirilgan namunalarda optik yutilsh spektri no’ya murakkab bo’lib, uni izoxlash imkoni uning tarkibida turli aralashmalar bo’lganligi sabab o’ta mushkul bo’ladi. Lekin barcha shishalarda ham 214-220nm atrofida hosil bo’ladigan yutilish sohasi barcha namunalarda mavjud bo’ladi va tashqi ionlashtiruvchi ta’sirga juda sezgir bo’ladi. Bu yutilishni hosil qiluvchi markaz joyidan siljitilgan atom yoki kislorod vakansiya mavjudligidir. 405 nm da hosil bo’ladigan yutilish esa namunani radiatsion nurlantirilganda hosil bo’ladi. Hosil bo’ladigan bu ranglanish markazlarini tushuntirish uchun konkret model taklif qilingan masalan, kvarts panjarasida ba’zi kremniy atomlari alyuminiy atomalri bilan almashinadi. Bu namunalarada nurlantirmasdan oldin paramagnit xususiyati namoyon bo’maganligiga asosan, panjara hosil bo’lish vaqtida panjaraga litiy yoki vodorod atomi kiradi va musbat ion sifatida mavlud bo’ladi, chunki elektronini alyuminiyga bergan bo’ladi.
Nurlanish ta’sirida elektron alyiminiy atomidan uzoqlashadi, natijada yorug’lik yutilishi va paramagnet xususiyati namoyon bo’ladi. Bu modelning to’g’riligiga quydagi hodisalarga asosan izohlash mumkin:
-
465nm dagi yutilish sohasi intensivligi taxminan alyuminiyning miqdoriga proportsional
-
Bu yutilish sohaning optik anizotropligi shuni ko’rsatadiki, alyuminiy atomini shuning atrofidagi kislorod atomini joylashish geometriyasini buzmagan holga almashinadi.
-
Namunalarda elektron paragmatik rezonans intensivligi ham alyuminiy miqdorini proporsional elektron rezonans nozik strukturasi shuni ko’rsatadiki, paragmatik elektronlar spini 5/2 bo’lgan yadro bilan bog’langan ekan. Alyuminiy esa spini 5/2 bo’lgan bitta izotopga ega.
Ma’lumki ionlashtruvchi nurlanish va ultra binafsha yorug’lik shishalarda ranglanish markazlarini vujudga keltiradi, bu markazlar spektrining ultrabinafsha, ko’rinsh va infraqizil sohasi yutilishn oshradi. Turli nurlanishlarga chidamli bo’lgan shishalarni hosil qilish uchun vujudga keluvchi ranglanish marzining tabiatini o’rganish silikatli shishalardan biri bo’lib kelmoqda.
Sanoatda qo’llanadigan silikatli shishalarni ultrabinafsha nurlanish bilan nurlantirilganda hosil bo’lgan ranglanishi markazi hosil qilingan qo’shimcha yutilish zichligining tushayotgan nurlanish chastotasiga bog’liqligi o’rganilgan. Tekshirishlar shuni ko’rsatadiki, ranglanish markazi turli shishalarda 190-200nm atrofida yutilishning oshishiga olib keladi. Ishda ranglanish markazi hosil qiluvchi yutilish ensiz eksiton yutilish sohasiga mos keladi degan fikrni yuritishgan. O’tkazilgan tajribalardan qo’shimcha yutlish zichligining ultrbinafsha energiyasi miqdoriga bog’liqligi olingan va nurlanish vaqtiga bog’lanishi keltirilgan.
|
