热释光(TL)、光释光(OSL)在发光剂量学中具有重要的地位,己广泛应用于个人剂量、辐射治疗、环境监测、考古学和地质测年学等领域.因其发光机制非常复杂,阻碍了新的剂量计材料的研制和应用.为此,该文研制了新型热释光-光释光三维光谱仪,用以测量同时包含波长、温度与发光强度的三维发光谱,为热释光和光释光新材料的研制和发光机制研究提供了新的方法和重要手段.该文通过研制以碱土硫酸盐为基质、掺入稀土元素Tm、Dy、Eu和激活剂Mn、P的磷光体,得到了MgSO<,4>:Tm,P、CaSO<,4>:Eu和SrSO<,4>:Eu等多种有应用前景的发光剂量学新材料,如MgSO<,4>:Tm,P是一种TL灵敏度高的磷光体,SrSO<,4>:Eu是一种OSL灵敏度高的磷光体,且热稳定性好,而CaSO<,4>:Eu,Mn是可用于环境温度条件下在线场合实现光释光实时剂量测量的磷光体.在研制TL和OSL新发光材料的同时,研究了掺稀土的碱土硫酸盐的热释光和光释光的发光机制.通过对TL和OSL剂量响应的测量,实验表明TL与OSL的剂量响应基本一致,复合作用的剂量响应模型可以应用于TL和OSL.注意到掺入Eu的硫酸盐的剂量响应一般为线性-亚线性,而掺入Tm、Dy的硫酸盐剂量响应一般是线性-超线性.说明一次作用因子R决定于杂质种类及其缺陷结构.本文还提出了两类复合体结构模型,用以解释TL和OSL发光现象.在掺稀土的碱土硫酸盐中,稀土离子、各种自由基与空位等形成的复合体结构基本决定了各陷阱能级的深度和分布.在磷光体中包含的复合体的形式很多,TL发光主要来自于含稀土复合体的电荷迁移,OSL则可能包括了不含稀土的复合体与含稀土复合体之间的电荷迁移.