Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- en:aree:epr:altre_risorse:luminescenze [2018/02/16 16:56]
Gianluca Frustagli Links fixed
+++ en:aree:epr:altre_risorse:luminescenze [2019/06/19 14:03] (current)
Gianluca Frustagli Adjusted text in fig. 1 (stimulated luminescence).
@@ Line 1: / Line 1: @@
-> FIXME **This page is not fully translated, yet.**\\ //(remove this paragraph once the translation is finished)//
+**EPR Area**
-**Area EPR**
+====== Luminescence phenomena and techniques ======
-======Fenomeni di luminescenza e tecniche======
+===== Stimulated luminescence =====
-===== Luminescenza stimolata =====
+Stimulated luminescence is observed during optical or thermal stimulation of materials previously exposed to ionizing radiation. These materials are mostly solid insulators which can keep track of the ionizing radiation interaction through processes of charge trapping in defects of the crystal lattice (Figure 1).
-Il fenomeno della luminescenza si osserva in seguito a stimolazione luminosa o termica di materiali
+{{ :en:aree:epr:altre_risorse:luminescenza_stimolata.svg |Stimulated luminescence mechanism}} \\
-precedentemente esposti a radiazioni ionizzanti. Si tratta per lo più di solidi isolanti in grado di mantenere
+<wrap lo>**Figure 1:** The phenomenon of stimulated luminescence in a quartz crystal: in the crystal structure there are defects (oxygen vacancies, aluminum impurities) where the charges released by the ionizing radiation are trapped. The optical or thermal stimulation provides the energy needed to free the charges and restore the initial conditions. The recombination processes of trapped charges can produce light emission.</wrap>
-traccia del passaggio della radiazione ionizzante attraverso fenomeni di intrappolamento di cariche in difetti del reticolo cristallino (Figura 1).
-{{ :aree:epr:altre_risorse:luminescenza_stimolata.svg |Meccanismo della luminescenza stimolata}} \\
-<wrap lo>**Figura 1:** Il fenomeno della luminescenza stimolata in un cristallo di quarzo: nella struttura del cristallo sono presenti difetti (vacanze di ossigeno, impurezze di alluminio) dove rimangono intrappolate le cariche liberate dalla radiazione ionizzante. La stimolazione ottica o termica fornisce l'energia necessaria per liberare le cariche e ripristinare le condizioni iniziali. Il processo di ricombinazione delle cariche intrappolate avviene con emissione di luce.</wrap>
 \\
-Le trasformazioni radio-indotte nella struttura del materiale sono stabili e possono permanere a lungo nel tempo e sono, in genere, reversibili. Il solido può tornare nel suo stato iniziale a patto di ricevere l'energia necessaria per liberare le cariche intrappolate. L'energia di attivazione delle trappole può essere fornita sotto forma di radiazione ottica o di calore; i processi di ricombinazione delle cariche attraverso i quali il solido (gli atomi e/o le molecole) ritorna nel suo stato fondamentale sono accompagnati da emissione di luce (luminescenza stimolata). Nel caso in cui l’energia di attivazione venga fornita dalla radiazione ottica si parla di **[[luminescenze#luminescenza_otticamente_stimolata_osl|luminescenza otticamente stimolata]]** (Optically Stimulated Luminescence - OSL) o **[[luminescenze#luminescenza_fotostimolata_psl|fotostimolata]]** (Photo-Stimulated Luminescence - PSL), quando il solido viene riscaldato si parla invece di **[[luminescenze#termoluminescenza|termoluminescenza]]** (Thermically-Stimulated Luminescence - TL).
+The radio-induced transformations in the structure of the material are quite stable and, generally, reversible. The solid can return to its initial state provided it receives the energy needed to free the trapped charges. The activation energy of the traps can be provided by optical stimulation or by heating; the recombination processes of the charges are accompanied by light emission (stimulated luminescence). If the activation energy is provided by the optical radiation we observe  **[[luminescenze#luminescenza_otticamente_stimolata_osl|Optically Stimulated Luminescence (OSL) ]]** o **[[luminescenze#luminescenza_fotostimolata_psl|Photo-Stimulated Luminescence (PSL)]]**, whereas when the solid is heated we have **[[luminescenze#termoluminescenza|Thermically-Stimulated Luminescence (TL)]]**.
-===== Termoluminescenza =====
+===== Thermoluminescence =====
-Con questa tecnica si misura l'intensità della luce emessa durante il riscaldamento del campione. Durante la misura il campione viene riscaldato in modo controllato fino alla temperatura desiderata, generalmente inferiore a 500°C, diversa a seconda del tipo di materiale e degli scopi della misura. L'intensità della luce emessa viene riportata in funzione della temperatura che, normalmente, durante la misura cresce linearmente con il tempo. Nella __figura 1__ seguente è mostrata la curva di termoluminescenza o //glow curve//, di alcuni materiali; la forma della curva, il numero e la posizione dei picchi dipendono dal tipo di difetti presenti nella struttura del materiale e dalla loro energia di attivazione.
+During the measurement the sample is heated up to the desired temperature, generally lower than 500°C, depending on the material as well as on the purpose of the measurement. The intensity of the light emitted is recorded as a function of time or temperature which normally increases linearly with time during the measurement. In __figure 1__ the thermoluminescence curve or //glow curve// of some materials are shown; the shape of the curves, the number and the position of the peaks depend on the type and number of defects in the solid structure as well as on their activation energy.
-{{ :aree:epr:altre_risorse:glow_curve.svg |Glow curve (NaCl e LiF) }}
+{{ :aree:epr:altre_risorse:glow_curve.svg |Glow curve (NaCl and LiF) }}
+<wrap lo>**Figure 1:** Examples of glow curves of different materials: a) cooking sea salt, b) lithium fluoride dosimeter (TLD100).</wrap>
+\\
-<wrap lo>**Figura 1:** Esempi di glow curve di materiali diversi: a) sale marino da cucina, b) dosimetro a fluoruro di litio (TLD100).</wrap>
+The integral of the curve depends on the energy released by ionizing radiation in the material and is used to evaluate/reconstruct the absorbed dose (energy released per unit of mass). The technique can be used in different fields: dosimetry of ionizing radiation, control of irradiated foods (method CEN EN 1788) and study of defects induced in solids by **[[en:aree:epr:attivita:radiazioni_ionizzanti|ionizing radiation]]**.
-L'integrale della curva dipende dall’energia rilasciata dalle radiazioni ionizzanti nel materiale, e consente di risalire alla dose assorbita (energia rilasciata per unità di massa). La tecnica può essere utilizzata nella dosimetria delle radiazioni ionizzanti, per le analisi sugli alimenti irradiati (metodo CEN EN 1788) e per studi di difetti indotti nei solidi dalle **[[:en:aree:epr:attivita:radiazioni_ionizzanti|radiazioni ionizzanti]]**.
+===== Photostimulated luminescence (PSL) =====
-===== Luminescenza fotostimolata (PSL) =====
+This technique measures the intensity of the light emitted by the sample under stimulation with pulsed infrared radiation. One of the apparatus used for these measurements is, for example, the instrument made by SUERC (Scotland). The apparatus has been designed for the identification of irradiated foods (method CEN EN 13751) but can be used also with other materials for different scopes (dosimetry of **[[en:aree:epr:attivita:radiazioni_ionizzanti|ionizing radiation]]**). The output used for the classification of the sample is the total number of counts recorded in 60 seconds compared with two threshold values, T<sub>1</sub> (lower threshold) and T<sub>2</sub> (upper threshold), which allows to classify the sample as negative (non-irradiated), positive or intermediate (probably or possibly irradiated, respectively with outcome to be confirmed by other analysis procedures). The analysis does not completely destroy the PSL signal which can then be measured again; however, it must take into account that the intensity of the signal decreases if the same sample is measured several times.
-Con questa tecnica si misura l'intensità della luce emessa dal campione sotto stimolazione con radiazione infrarossa. L'apparato di misura che si utilizza è, per esempio, il lettore per fotoluminescenza realizzato dalla SUERC (Scozia) progettato per analisi su alimenti irradiati. L'apparato è stato progettato per l’identificazione di alimenti irradiati (metodo CEN EN 13751) ma può essere applicato anche ad altri materiali per scopi diversi (dosimetria delle **[[:en:aree:epr:attivita:radiazioni_ionizzanti|radiazioni ionizzanti]]**). Per le analisi sugli alimenti normalmente la misura prevede 60 impulsi della durata di un secondo. Il dato che si utilizza per la classificazione del campione è il numero totale di conteggi registrato in 60 secondi, che viene confrontato con due valori di soglia, T<sub>1</sub> (soglia inferiore) e T<sub>2</sub> (soglia superiore), il che permette di classificare il campione come negativo (non irradiato), positivo o intermedio (probabilmente o possibilmente irradiato, con esito da confermare con altra procedura di analisi). L'analisi non distrugge completamente il segnale PSL che può essere quindi misurato ancora una volta; bisogna, comunque, tener presente che l'intensità del segnale decresce se lo stesso campione viene misurato più volte.
+===== Optically stimulated luminescence (OSL) =====
-===== Luminescenza otticamente stimolata (OSL) =====
+This technique measures the intensity of the light emitted by the sample under stimulation with visible radiation (blue or green). During the measurement the luminescence emission is recorded as a function of time. The integral of the decay curve is proportional to the energy released by ionizing radiation in the material, and allows to reconstruct the absorbed dose (energy released per unit of mass). The technique can be used in the dosimetry of ionizing radiations, for analysis on irradiated foods and for studies of defects induced in solids by **[[en:aree:epr:attivita:radiazioni_ionizzanti|ionizing radiation]]**.
-Con questa tecnica si misura l'intensità della luce emessa dal campione sotto stimolazione con radiazione visibile (blu o verde). Durante la misura viene registrata la curva di emissione di luminescenza in funzione del tempo. L'integrale della curva di decadimento risulta proporzionale all'energia rilasciata dalle radiazioni ionizzanti nel materiale, e consente di risalire alla dose assorbita (energia rilasciata per unità di massa). La tecnica può essere utilizzata nella dosimetria delle radiazioni ionizzanti, per le analisi sugli alimenti irradiati e per studi di difetti indotti nei solidi dalle **[[:en:aree:epr:attivita:radiazioni_ionizzanti|radiazioni ionizzanti]]**.
+{{ :aree:epr:altre_risorse:decadimento_osl.svg |OSL decay curve}}
-{{ :aree:epr:altre_risorse:decadimento_osl.svg |Curva di decadimento OSL}}
+<wrap lo>**Figure 2:** Example of OSL decay curve.</wrap>
-<wrap lo>**Figura 2:** Esempio di curva di decadimento OSL.</wrap>
+/* > FIXME **To be revised.**\\ //(remove this paragraph once finished)// */