Reversible photochromism of synthetic hackmanites in radiation detection and quantification
Notice bibliographique
Résumé
The subject of this thesis is centered on a mineral called hackmanite, also known as photochromic sodalite. It is found naturally in remote, mountainous places in Afghanistan, Pakistan, Greenland, Russia, Canada, and the United States. The natural mineral is costly to extract and – depending on the location – its optical properties and chemical impurities vary arbitrarily. Thus, it is not only more predictable, but also sustainable to synthesize the mineral in a laboratory from traceable reagents that contain known amounts of impurities. The synthesis route used in the experimental section in this work is a solid-state method where the reagents are mixed and heated in an oven at 850 °C and reduced with a hydrogen‒nitrogen gas mixture. The product, hackmanite (Na8Al6Si6O24(Cl,S)2), shows properties including luminescence, persistent luminescence, and reversible photochromism upon exposure to UV, X, gamma, nuclear, or particle radiation. Hackmanite’s photochromism is of particular interest since the coloration from white to pink can be reversed with visible light or heat, and this cycle can be repeated indefinitely. Hackmanite is thus able to react to its surrounding radiation atmosphere, and what makes the property even more interesting is that upon high-energy gamma radiation exposure the material “remembers” the exposure with a change of its color centers. In UV-induced coloration, the mechanism involves an electron transfer from a disulfide anion to a nearby chloride vacancy, which is a defect in the lattice due to the requirement of charge neutrality in the crystal. However, in X-ray- or other highenergy radiation-induced coloration the incident energies are so high that the coloration is caused by core-shell electrons and subsequent holes trapping after thermalization. Due to the nature of the coloration process, hackmanite’s application region spans from the high-energy gamma radiation to UV, however the material can also be used to detect visible light since the bleaching process (electrons returning to disulfide ions from the trap) occurs in the visible wavelength region. This property can be used for taking a photograph, as is shown in this thesis. KEYWORDS: hackmanite, photochromism, radiation detection, dosimetry, photography
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».