X射线激发发射谱仪的研制

通过X射线管与光谱仪的组合,在对X射线管和光谱仪的选取、自动控制技术、数据采集和处理等多个环节进行系统论证的基础上,自行设计和研制了一台X射线激发发射谱仪。通过采用标准光源,对谱仪的波长和效率定标进行了重点研究,运用这一谱仪分别测量了BaF₂和CsⅠ(Tl)等闪烁晶体的X射线激发发射谱。实验结果表明:该谱仪具有光谱分辨高、性能稳定、操作简便、屏蔽良好等特点,可为闪烁材料的探索和开发提供一种十分有效的研究手段。     

微柱状CsI闪烁薄膜热蒸发生长工艺

采用真空热蒸发法在石英玻璃基片上制备了具有特殊微柱状结构的碘化铯闪烁薄膜。运用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和荧光光谱仪分别对碘化铯薄膜的形貌、结构及发光性能等进行了表征与分析。结果表明:在基片温度为260℃、沉积速率为3 nm.s-1时,所生长的碘化铯薄膜具有理想的微柱形貌、沿(110)晶面的择优取向和良好的透射性能;紫外光激发下,发射主峰为438 nm,X射线激发下,发射主峰为315nm,说明短波段发射峰需要的激发能量较高,而长波段发射峰对紫外光激发更为敏感。     

双钙钛矿Ba_(2)LuNbO_(6):Tb^(3+)闪烁体多模式X射线探测EI北大核心CSCD

采用高温固相法制备了双钙钛矿结构的Ba_(2)LuNbO_(6):x Tb^(3+)(x=0.01,0.02,0.05,0.10,0.20)闪烁体材料,并系统地研究了其晶体结构、形貌和X射线激发的光学性能。研究表明,在X射线激发下,Ba_(2)LuNbO_(6):Tb^(3+)的发射光谱主要由Tb^(3+)的特征发射组成,其中最强发射峰位于545 nm处。X射线发射(RL)强度随Tb^(3+)浓度的增加逐渐增大,当x=0.1时发射强度达到最大值。此外,X射线辐照5 min后的热释光(TL)曲线显示该样品存在位于T1(377 K)和T2(460 K)的两个陷阱。其陷阱深度分别为0.754 eV和0.920 eV,这表明该材料具有潜在的X射线信息存储性能。因此,我们可通过加热或者980 nm激光二极管激发,有效诱导读出存储在深陷阱中的载流子,实现高亮度光激励发光(PSL)和热刺激发光(TSL)。基于此,由Ba_(2)LuNbO_(6):Tb^(3+)与聚二甲基硅氧烷(PDMS)所制备的柔性闪烁体薄膜,在低X射线剂量辐照下表现出优异的X射线成像分辨率(12.5 lp/mm)以及延时成像特性。以上结果表明,所制备的Ba_(2)LuNbO_(6):0.1Tb^(3+)在X射线探测和X射线信息存储方面具有潜在的应用前景。     

HT-6B托卡马克装置上的硬X射线起伏测量

用NaI(Tl)晶体闪烁探测器和金硅面垒型半导体探测器,在HT-6B托卡马克装置上对X射线起伏进行了相关测量。观测了硬X射线发射和起伏锯齿波形。实验证实:在2—25kHz频区内的硬X射线起伏也是MHD扰动所致。 关键词：     

Tb^(3+)掺杂透明锗酸盐微晶玻璃:制备与面向X射线探测的增强发光EI北大核心CSCD

通过熔融淬火和后续热处理,成功制备了Tb^(3+)掺杂含LaF_(3)纳米晶透明锗酸盐微晶玻璃。详细研究了所制备的玻璃和微晶玻璃的发光性质。X射线衍射结果表明,玻璃基体中析出的晶相为纯LaF_(3)晶体,晶粒尺寸在16~21 nm之间。在377 nm紫外光和X射线激发下,Tb^(3+)掺杂含LaF_(3)纳米晶的微晶玻璃比Tb^(3+)掺杂的锗酸盐玻璃表现出更强的绿光发射,且绿光发射强度随热处理温度升高和时间的延长而增强。微晶玻璃在X射线激发下的最大积分发光强度约为商用闪烁晶体Bi_(4)Ge_(3)O_(12)的40.3%。本研究表明,掺Tb^(3+)含LaF_(3)纳米晶锗酸盐微晶玻璃在X射线探测中具有潜在的应用前景。     

Ce~(3+)掺杂氟氧铝硅酸盐玻璃闪烁性能的研究

采用高温熔融法,在还原气氛(CO)下制备了Ce~(3+)掺杂的Gd2O3基氟氧闪烁玻璃,系统地研究了BaF_2对闪烁玻璃密度,光学性能以及闪烁性能的影响。比较了闪烁玻璃与BGO晶体在紫外激发以及X射线激发下的荧光强度。结果表明:BaF_2能增加玻璃的密度,且Ba F2含量越高,玻璃密度越大;BaF_2能增强Ce~(3+)的紫外以及X射线激发发光,BaF_2的最佳摩尔分数为15%;BaF_2含量相同时,由于电荷迁移猝灭以及Gd~(3+)的浓度猝灭,随着Gd_2O_3含量增加,Ce~(3+)的紫外激发以及X射线激发发光强度逐渐降低,X射线激发的光谱积分强度从相当于BGO的143%下降到BGO的19%,荧光寿命从46.5 ns降低到30.5 ns。该玻璃的光致发光强度明显强于BGO晶体,但是闪烁发光却弱于BGO晶体。     

Tb~(3+)掺杂透明锗酸盐微晶玻璃：制备与面向X射线探测的增强发光（英文）

通过熔融淬火和后续热处理,成功制备了Tb~(3+)掺杂含LaF_3纳米晶透明锗酸盐微晶玻璃。详细研究了所制备的玻璃和微晶玻璃的发光性质。X射线衍射结果表明,玻璃基体中析出的晶相为纯LaF_3晶体,晶粒尺寸在16～21 nm之间。在377 nm紫外光和X射线激发下,Tb~(3+)掺杂含LaF_3纳米晶的微晶玻璃比Tb~(3+)掺杂的锗酸盐玻璃表现出更强的绿光发射,且绿光发射强度随热处理温度升高和时间的延长而增强。微晶玻璃在X射线激发下的最大积分发光强度约为商用闪烁晶体Bi_4Ge_3O_(12)的40.3%。本研究表明,掺Tb~(3+)含LaF_3纳米晶锗酸盐微晶玻璃在X射线探测中具有潜在的应用前景。     

5—200范围激光等离子体X射线辐射特性研究

利用带有针孔的透射式光栅光谱仪研究了激光等离子体X射线辐射的原子序数依赖性和激光功率密度对辐射的影响。得到了波长为1.06μm,平均功率密度为5×10~(14)W/cm~2的激光辐照条件下Z=6(C)到Z=79(Au)的不同原子序数激光等离子体X射线发射光谱。点聚焦和线聚焦激光照射方式下Al,Au等离子体X射线发射的对照实验结果表明,激光功率密度对低Z等离子体X射线发射的影响比对高Z的影响更明显。     

基于微孔硅阵列的像素化γ-CuI闪烁转换屏的研制及性能表征

以微孔硅阵列为模板,高纯CuI粉末为原料,采用压力注入法,成功制备了具有单分散微柱结构的像素化CuI闪烁转换屏。扫描电子显微镜(SEM)与X射线衍射(XRD)的测试结果表明,所制备的转换屏中CuI微柱连续、致密,微柱柱径约为2.5μm、间隔约为1.5μm、柱长约为80μm,并具有良好的γ相晶体结构。在X射线激发下,所制备的像素化γ-CuI闪烁转换屏具有峰值波长位于680nm附近的红光慢发射带;掺碘后,该发射带被较大幅度的抑制,同时出现了峰值波长位于432nm的快发光峰;当碘掺杂含量达到10Wt%时,峰值波长位于680nm附近的红光慢发射带被完全抑制,只存在峰值波长位于432nm的快发光峰。采用刃边法测量了所制备的像素化γ-CuI闪烁屏的空间分辨率,结果显示其分辨率可达38lp·mm-1,表明该闪烁屏除拥有超快时间响应特性外,兼具很高的空间分辨本领,在X射线成像方面具有独特的应用价值。     

CuBrx I1-x闪烁薄膜的制备和发光性能

为了系统地研究Br的引入对CuBr_xI_(1-x)薄膜发光强度和衰减时间的影响,通过气相沉积法在Si片上制备了CuBr_xI_(1-x)(0≤x≤1)闪烁薄膜,并测试了薄膜的发光性能和衰减曲线。结果表明,所制备的样品具有良好的CuBr_xI_(1-x)(0≤x≤1)固溶体结晶性;相对于长波段的深能级发射,CuBr_xI_(1-x)薄膜均表现出较强的光致和X射线激发近带边发射,且发射强度随Br含量的增加而大幅增加,有利于提高闪烁器件的探测效率;不过薄膜的发光衰减时间会随Br含量的增加而变慢(40～300 ps)。本研究工作对于通过选择合适组分的CuBr_xI_(1-x)闪烁材料以平衡探测效率和时间响应的测量需求具有重要意义。