W skład laboratorium wchodzą pracownie:
Pracownia Badań Spektralnych i Luminescencji Długożyciowej
Pracownia Czytników Luminescencyjnych
Pracownia Dozymetrii OSL
Pracownia Preparatyki Luminoforów
Stanowisko Napromieniaczy Beta i Gamma
Laboratorium zajmuje się badaniem luminescencji, którą można obserwować w ciałach stałych – kryształach syntetycznych, minerałach oraz materii pochodzenia biologicznego. Wykorzystywane metody badawcze obejmują zaawansowane techniki doświadczalne, analizę i modelowanie teoretyczne oraz symulacje numeryczne obserwowanych zjawisk. Luminescencja długożyciowa niektórych materiałów może być wykorzystywana do określania dawki pochłoniętego promieniowania jonizującego (dozymetria). Może też służyć do oszacowania wieku próbek archeologicznych i geologicznych.
Zakres badań obejmuje:
- ultraczułe pomiary optycznie stymulowanej luminescencji (OSL) z wykorzystaniem różnych metod (np. CW-OSL, POSL, VD-OSL, HM-OSL i inne). Możliwość wyboru różnych źródeł stymulacji optycznej (od zakresu niebieskiego do podczerwieni) oraz różnych zakresów detekcji emisji
- pomiary termoluminescencji rozdzielczej widmowo (spectrally resolved thermoluminescence – SRTL) w zakresie widmowym 200-1100 nm dla temperatur 80-650 K
- inne ultraczułe pomiary luminescencji (np. fotoluminescencja, elektroluminescencja, fosforescencja) oraz innych własności optycznych ciał stałych
- napromienianie materiałów przy pomocy źródeł promieniowania beta i gamma w zakresie dawek od mGy do kGy. Badanie wpływu promieniowania jonizującego na materię.
- analiza numeryczna (dekonwolucja) danych doświadczalnych w pomiarach TL, SR-TL, OSL i innych
- modele teoretyczne i symulacje numeryczne kinetyki luminescencji długożyciowej
Wyposażenie laboratorium (m.in.):
- układ detekcji światła: chłodzona kamera CCD PIXIS 256E prod. Princeton Instruments. Zakres spektralny: od 190 nm do 1080 nm, format chipu 1024 x 255 pikseli. Sprzętowy "binning" pikseli. Przesłona mechaniczna z min. czasem ekspozycji 1ms.
- spektrograf SP150 prod. Acton Research Corp. dołączany do kamery, wyposażony w automatycznie ustawiane siatki dyfrakcyjne 150 rys/mm (zakres spektralny 250 nm do 1000nm, max. 500nm; dyspersja 40nm/mm,) oraz 1200rys/mm (zakres spektralny od 200nm do 800nm, max. 300nm; dyspersja 5nm/mm). Układ optymalizacji zbierania światła do spektrografu OFA (optical fiber adapter). Oprogramowanie WinSpec
- układ zliczania fotonów SR400 (Stanford Research, 2 niezależne kanały, zintegrowany dyskryminator, 200 MHz - 5ns resolution, 5ns gate width). Przedwzmacniacz SR445 (Stanford Research, 4 niezależne kanały, wzmocnienie do 125 razy). Zasilacz wysokiego napięcia: PS325 +/- 2.5 kV (Stanford Research). Fotopowielacz 9125QB (quartz window, prod. ElectronTubes) z obudową QL30F/RFI, osłony, dzielnik napięcia.
- laser azotowy (Photon Technology Int.):l=337.1 nm, 1.4 mJ/impuls, czas impulsu 0.5 ns.
- iluminator prod. PTI (Photon Technology Int.) w zakresie l=200..1000nm (zwierciadło eliptyczne - 70% wydajności, zasilacz uniwersalny 200W z iskrownikiem, monochromator (siatki 1200/blaze300, 1200/blaze500); lampy: ksenonowe, halogenowe 75..200 W
- napromieniacz UN-85 (90Sr90Y, 37 MBq, prod. IFJ - Kraków)
- napromieniacz 90Sr90Y 2.9 GBq
- napromieniacz 90Sr90Y 36 MBq, do długiej ekspozycji
- napromieniacz 137Cs 185 MBq, do długiej ekspozycji
- czytniki OSL (optycznie stymulowanej luminescencji) Helios-1, Helios-3, Helios-X
- dedykowany układ do badania lioluminescencji (Helios-L).
- komora testowa OSL
- monochromator/Spektrograf M266 (Standa/Solar Laser System)
- komora pomiarowa/kriostat optyczny (Janis Inc. - USA) z opcją wysokotemperaturową: zakres 78..700 K. Cztery okna kwarcowe, wbudowane przejścia elektryczne. Kontroler LakeShore - dwie termopary, 2-stopniowy układ pompujący: pompa rotacyjna, pompa dyfuzyjna, filtr zeolitowy, 2 pułapki kriogeniczne, zestaw próżniomierzy
- generator opóźnień DG535 (Stanford Research)
- mierniki promieniowania jonizującego
- miernik radonu (Sarad)
Ostatnie realizowane projekty badawcze:
1. Weryfikacja fundamentalnych zasad datowania luminescencyjnego - efekt mocy dawki i alternatywne modele ekscytacji radiacyjnej- NCN 2018/31/B/ST10/03966; kierownik projektu: dr hab. Arkadiusz Mandowski, prof. UJD. Okres realizacji: 2019 – 2022. Badanie długożyciowej luminescencji i model odpowiedzi dozy- metrycznej kryształów halitu (soli kamiennej) ze złóż polskich kopalni - NCN Preludium 2014/15/N/ST10/05148; kierownik projektu: mgr Magdalena Biernacka; opiekun naukowy – dr hab. Arkadiusz Mandowski, prof. UJD. Okres realizacji: 2015 – 2018
2. Luminescencyjna charakteryzacja izolatorów ceramicznych sieci energetycznych średnich i wysokich napięć - NCN nr. UMO-2012/07/B/ST8/03890 Kierownik projektu: dr hab. Arkadiusz Mandowski, prof. UJD. Okres realizacji: 2013 – 2017
3. Modułowy system luminescencyjny dla ochrony przed promieniowaniem i dozymetrii retrospektywnej - NCBR PBS1/A9/4/2012; kierownik projektu: dr hab. Arkadiusz Mandowski, prof. UJD. Okres realizacji: 2012 – 2016
4. Detektory hybrydowe do pomiarów dozymetrycznych metodą optycznie stymulowanej luminescencji - MNiSW nr N N505 487640; kierownik projektu: dr hab. Ewa Mandowska, prof. UJD. Okres realizacji: 2011 – 2014
Dorobek naukowy pracowników naukowych laboratorium z ostatnich lat:
1. E. Mandowska, R. Majgier, A. Mandowski (2020) Influence of optical bleaching on spectrally resolved thermoluminescence in beta irradiated potassium chloride pellets. Radiation Physics and Chemistry
2. R. Majgier, M. Biernacka, A. Mandowski (2019) Properties of the model for radiation induced optically stimulated luminescence (OSL) in sodium and potassium chlorides, Radiat. Meas. 127, 106142
3. R. Majgier, C.L. Raaf, A. Mandowski, C. Bernhardsson (2019) OSL properties in various forms of kcl and nacl samples after exposure to ionizing radiation, Radiat. Prot. Dosimetry 184, 90-97
4. E. Mandowska, A. Mandowski (2019) Numerical analysis of a new spectrally resolvedthermoluminescence measurement method. Measurement 136, 603-607
5. Majgier, M. Biernacka, P. Palczewski, A. Mandowski, G. S. Polymeris. (2019) Investigation on thermally assisted optically stimulated luminescence (TA - OSL) signal in various sodium chloride samples. Appl. Radiat. Isot. 143, 98-106
6. R. Majgier,C.L. Rääf,A. Mandowski, C. Bernhardsson (2018) OSL properties in various forms of KC and NaCl samples after exposure to ionizing radiation Radiat. Prot. Dosim. ncy189
7. E. Mandowska, R. Majgier, A. Mandowski (2017) Spectrally resolved thermoluminescence of pure potassium chloride crystals. Appl. Radiat. Isot. 129, 171-179
8. R. Majgier, M. Biernacka, R. Smyka, A. Mandowski. (2017) Analysis of OSL decay characteristics for beta-irradiated potassium chloride samples. Radiat. Meas. 106, 67-72
9. M. Biernacka, R. Majgier, R. Smyka, K. Maternicki, M. Liang, A. Mandowski (2017) OSL properties of halite from Klodawa salt mine. Radiat. Meas. 106, 459-463
10. E. Mandowska (2017) Characteristic features of spectrally resolved luminescence in crystalline phosphors, J. Luminescence188, 313-318
Kierownik laboratorium: prof. dr hab. Arkadiusz Mandowski
E-mail:a.mandowski@ujd.edu.pl