Yb169的衰变——稀土元素大变形核的激发能级的研究(Ⅰ)

本工作用有铁双聚焦β谱仪、双磁镜β谱仪和γ闪烁谱仪测量了Yb¹⁶⁹的γ射线的内转换和外转换电子线谱、γ闪烁谱和γ-γ符合能谱。定出了Tm¹⁶⁹的14条γ射线的能量和多极性:8.8,20,21,43,63.7(E1),93.9(M1),111(M1),120(E2),131.8(E2),177.5(M1),198(M1),199(M1),240和308(E2)千电子伏。并用正比计数管测量了能量为8.8千电子伏的低能γ射线。在测量结果的基础上拟出Yb¹⁶⁹的衰变纲图。最后将Tm¹⁶⁹与Tm¹⁶⁷,Tm¹⁷¹激发能级的实验数据综合一起,来看它们之间核结构的相似性,并与综合模型所预言的结果相比较。     

Gd~(159)的衰变——稀土元素大变形核的激发能级的研究(Ⅱ)

本工作使用高透射率带铁中间象式β谱仪和闪烁谱仪,测量了浓缩同位素纯Gd~(159)(半衰期为18小时)的β连续谱,γ射线谱,γ-γ和β-γ符合谱。用磁谱仪观察到3个β分支的能量和相对强度的百分比为962(60.6％),800(15.1％)和600(24.3％)千电子伏;它们相应的log ft是6.7,6.9和6.4。在β-γ符合能谱测量中,除观察到上述3个β分支外,还定出端点能量为440千电子伏的β分支。此外,还定出Tb~(159)的10条γ跃迁的能量和部份γ跃迁的多极性:27,56(M1),80(M1 E2),107,136(M1),198,225(E1 M2),362(E1)和468千电子伏。内转换系数的测量肯定了362千电子伏γ射线的幅射多极性为E1型。在测量结果的基础上拟出 Gd~(159)的衰变纲图。最后并将Tb~(155),Tb~(157),Tb~(159)和Tb~(161)的能级数据综合在一起,利用综合模型来比较它们之间核结构的相似性。     

Gd159的衰变——稀土元素大变形核的激发能级的研究(Ⅱ)

本工作使用高透射率带铁中间象式β谱仪和闪烁谱仪,测量了浓缩同位素纯Gd¹⁵⁹(半衰期为18小时)的β连续谱,γ射线谱,γ-γ和β-γ符合谱。用磁谱仪观察到3个β分支的能量和相对强度的百分比为962(60.6％),800(15.1％)和600(24.3％)千电子伏;它们相应的log ft是6.7,6.9和6.4。在β-γ符合能谱测量中,除观察到上述3个β分支外,还定出端点能量为440千电子伏的β分支。此外,还定出Tb¹⁵⁹的10条γ跃迁的能量和部份γ跃迁的多极性:27,56(M1),80(M1+E2),107,136(M1),198,225(E1+M2),362(E1)和468千电子伏。内转换系数的测量肯定了362千电子伏γ射线的幅射多极性为E1型。在测量结果的基础上拟出Gd¹⁵⁹的衰变纲图。最后并将Tb¹⁵⁵,Tb¹⁵⁷, Tb¹⁵⁹和Tb¹⁶¹的能级数据综合在一起,利用综合模型来比较它们之间核结构的相似性。     

Cs~(134)的衰变

本工作用双磁镜β谱仪,带铁中间象式β谱仪、有铁双聚焦β谱仪和闪烁技术来研究Cs~(134)(半衰期为2.3年)的衰变,定出4个β分支的能量和它们的相对强度的百分比是79(16％),410(5％),652(64％)和683(15％)千电子伏;它们的相应的log ft是6.48,9.34,8.91,9.58.还定出Ba~(134)的9个γ跃迁的能量和它们的多极性是473(E1),564(M1+E2),571(M1),604.8(E2),796(E2),803(E2),1036(E1+M2),1169(E2)和1367(E2)千电子伏。在测量结果的基础上提出了Cs~(134)的衰变纲图。     

Tb~(160)的衰变—希土元素大变形核的激发能级的研究(Ⅲ)

本文叙述用双磁镜β谱仪、有铁双聚焦β谱仪和闪烁谱学技术来研究Tb~(160)(半衰期为72天)的衰变。定出了五个β分支,其能量、强度和logft值分别为274千电子伏(9％)7.9,464千电子伏(14％)8.5,562千电子伏(42％)8.1,868千电子伏(34％)8.9,1740千电子伏(0.4％)11.9。确定了二十七条γ射线,其中九条高能量γ射线是新观察到的。按照γ-γ级联关系和γ射线的能量定出了Dy~(160)的十四个激发能级,其能量、自旋和宇称分别为86.6(2+),283.5(4 +),965.7(2+),1048(3+),1198(1—),1264(2—),1287(3—),1358(3—),1398(3—),1566,1591,1658,1696,1721千电子伏。最后就Dy~(160)核的激发能级的特性及其运动形态加以讨论。     

Tb160的衰变—希土元素大变形核的激发能级的研究(Ⅲ)

本文叙述用双磁镜β谱仪、有铁双聚焦β谱仪和闪烁谱学技术来研究Tb¹⁶⁰(半衰期为72天)的衰变。定出了五个β分支,其能量、强度和logft值分别为274千电子伏(9％)7.9,464千电子伏(14％)8.5,562千电子伏(42％)8.1,868千电子伏(34％)8.9,1740千电子伏(0.4％)11.9。确定了二十七条γ射线,其中九条高能量γ射线是新观察到的。按照γ-γ级联关系和γ射线的能量定出了Dy¹⁶⁰的十四个激发能级,其能量、自旋和宇称分别为86.6(2+),283.5(4+),965.7(2+),1048(3+),1198(1—),1264(2—),1287(3—),1358(3—),1398(3—),1566,1591,1658,1696,1721千电子伏。最后就Dy¹⁶⁰核的激发能级的特性及其运动形态加以讨论。     

Cs134的衰变

本工作用双磁镜β谱仪,带铁中间象式β谱仪、有铁双聚焦β谱仪和闪烁技术来研究Cs¹³⁴(半衰期为2.3年)的衰变,定出4个β分支的能量和它们的相对强度的百分比是79(16％),410(5％),652(64％)和683(15％)千电子伏;它们的相应的logft是6.48,9.34,8.91,9.58.还定出Ba¹³⁴的9个γ跃迁的能量和它们的多极性是473(E1),564(M1+E2),571(M1),604.8(E2),796(E2),803(E2),1036(E     

真空蒸发法制备放射源

在β谱学的研究中,经常需要薄而均匀的放射源。为此目的,我们设计了一套真空蒸发制源装置,并用它制出了In¹¹⁴,Au¹⁹⁸和Sm¹⁵³的放射源。为了说明问题,我们分别用液滴蒸发和真空蒸发法制备了In¹¹⁴的放射源,用双磁镜和双聚焦β谱仪测量了它们的内转换能谱,并对它们的结果进行了比较。可以看到,真空蒸发法制备源的优点是明显的。此外,也给出了双聚焦β谱仪测量的Sm¹⁵³69.67千电子伏γ射线的K,L_Ⅰ,L_Ⅱ和L_Ⅲ转换电子线以及Au¹⁹⁸411.84千电子伏γ射线的K转换电子线。     

穿透介质的光子能量的精密测量

我们用由无反冲原子核γ射线和共振吸收体组成的谱仪测量能量为14.4keV的γ光子穿过介质前后的能量,比较这两种情况下谱线峰的位置,来确定光子的能量变化。实验测量结果表明,穿过介质后的光子能量和原来光子能量很好符合,二者在4×10^-10电子伏的精确度以内相等。     

基于NaYF4的近红外激发上转换发光材料的发光特性

将Yb~(3+)作为协助发光的敏化剂,Tb~(3+)和Tm~(3+)作为发光中心的激活剂分别加入到基质氟化钇钠中,通过水热合成法分别制成不同掺杂浓度的NaYF_4:Yb~(3+)/Tb~(3+)和NaYF_4:Yb~(3+)/Tm~(3+)双掺杂氟化物纳米发光材料,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射以及荧光光谱等手段分别对NaYF_4:Yb~(3+)/Tb~(3+)和NaYF_4:Yb~(3+)/Tm~(3+)双掺杂氟化物材料纳米颗粒的形貌及其发光特性进行了研究.实验结果表明:系列样品的X射线衍射图谱衍射峰与标准卡片吻合得很好,实验浓度范围内Yb~(3+)/Tb~(3+)和Yb~(3+)/Tm~(3+)共掺没有改变NaYF_4的晶体结构.实验得到了该材料在980 nm激光激发下的上转换发光光谱并分析了该材料的上转换发光机理,NaYF_4:Yb~(3+)/Tb~(3+)在980 nm激光激发的情况下出现的蓝光,绿光以及红光,分别对应于~5D_4→~7F_6、~5D_4→~7F_5、~5D_4→~7F_1的辐射跃迁;NaYF_4:Yb~(3+)/Tm~(3+)在980 nm光源激发下出现强的480 nm的蓝光,对应的是~1G_4→~3H_6的电子跃迁能级带,在660 nm强的红光发射谱带,对应的是~1G_4→~3F_4能级跃迁辐射光.     

新实验技术在材料研究中的应用讲座第九讲 电子能量损失谱原理及应用

一、物理本质 把与样品交互作用后的透射电子按能量大小进行计数,这就是电子能量损失谱(EELS).EELS是一次过程,其中的电离损失峰是内壳层电子直接被激发或电离的过程.X射线能谱是电离后的弛豫过程,是二次过程,取决于X射线的产额.故从理论上说,EELS的测量效率应较之X射线能谱为高.但因为在实际测量中,EELS受谱仪接受角大小的限制,只能接受一部分非弹性散射的电子,所以实际测量效率相近. 二、谱仪结构及能量分辨率1.谱仪结构 一个完整的谱仪由三部分组成:(1)电子源;(2)一个含有磁棱镜的谱仪主体[1];(3)数据显示和处理系统. 图1是一个…     

BC501A液体闪烁体对γ射线的光输出响应

研究了对BC501A液体闪烁体对γ射线的光输出响应特性。实验上利用γ放射源(60Co,137Cs)测量了不同光电倍增管高压下,尺寸为Φ5.08 cm×5.08 cm的BC501A液体闪烁体探测器的脉冲幅度谱。利用Geant4软件进行模拟,计算结果与实验数据很好地符合,得到了能量分辨函数及能量刻度曲线。利用Geant4研究了BC501A的脉冲幅度谱的康普顿边缘Ec、康普顿峰Emax及康普顿半高点E1/2与能量分辨率的关系。同时模拟结果显示,随γ射线能量(0.2～3 Me V)的增加,康普顿边缘位置Nc/Nmax从0.8至0.7线性减少。     

国产锗酸铋(BGO)闪烁体定时性能的研究

用与单电子脉冲平均高度相比较的方法测得国产BGO试制样品在特定条件下的光电子产额为687/MeV;在一套β-γ符合的时间谱仪上研究BGO光脉冲形状,表明主要有两种发光成份,寿命为τ₁=60ns成份的相对强度I₁占9％左右,成份τ₂=310ns的相对强度I₂占86％,此外,似乎还存在一个寿命约1.2μs强度很弱的成份;使时间谱仪于γ-γ符合方式下工作,起始道为NE111-XP2020塑料闪烁计数器,停止道为小体积BGO-XP2020计数器,测⁶⁰Co两γ射线瞬时符合分辨曲线,得到在E≥1MeV下系统时间分辨率FWHM=0.70ns.以上测量结果与国产NaI（TI）及国产塑料闪烁体ST401的测量结果作了对照.     

Tm~(3+)/Yb~(3+)∶LaF_3纳米体系中掺杂Yb~(3+)离子对Tm~(3+)离子荧光发射的影响

为研究Yb~(3+)离子浓度变化对Tm~(3+)离子在蓝色波段荧光强度的影响,以NaF和La(NO_3)_3为原料,采用水热法制备了Tm~(3+)和Yb~(3+)共掺的Tm~(3+)/ Yb~(3+)∶LaF_3纳米颗粒.用X射线衍射对LaF_3纳米颗粒进行表征的结果显示,纳米晶体结构呈六方相.透射电镜的观测结果显示,纳米颗粒样品大小均匀、分散性良好.在波长为800 nm的激光激发下,观测到了上转换蓝光发射,其中包括波长为474 nm和479 nm的较强的荧光辐射(相应的跃迁为~1G_4→~3H_6)和波长位于450 nm的强度较弱的荧光发射(相应的跃迁为~1D_2→~3F_4).通过观测不同Yb~(3+)离子浓度条件下共掺Tm~(3+)/Yb~(3+)∶LaF_3样品的荧光光谱,研究了Yb~(3+)离子掺杂浓度对于Tm~(3+)离子的荧光发射的影响,并探讨了产生这种现象的原因.研究结果显示,对于~1G_4→~3H_6跃迁产生的荧光发射(474 nm),当Yb~(3+)离子浓度增大时,反向能量传递速率的增加导致了荧光强度的增大.然而,当Yb~(3+)离子浓度增大到一定程度时,Yb~(3+)离子激发态能级寿命的减少将引发荧光强度的下降.相比较而言,Yb~(3+)离子的浓度的变化对于~1D_2→~3F_4跃迁产生的位于450 nm处荧光强度的影响较弱.     

Ag~(110m)的衰变纲图

利用γ闪烁谱仪和γ—γ符合谱仪,我们对Ag~(110m)衰变的γ射线进行了研究;提出了一个修正的衰变纲图,认为Cd~(110)有656kev,1473kev,1540kev,2160kev,2219kev,2476kev和2924kev七个激发能级,包含有能量为448,620,656,679,705,741,764,817,884,936,1384,1473,1504和1560kev的14条γ射线。用符合方法,我们除了证实一般公认为有级联关系的γ射线之间有符合之外,还确定了1560kevγ射线在衰变图中的位置,证实了764kevγ射线应该放在1504kevγ射线的前面,并且指出,817kevγ射线是属于1473kev能级到656kev能级间的跃迁的。此外,还观察到1820kev和2268kev两个峰;经过用吸收方法分析,指出它们是由于低能量的γ射线“堆积”起来的迭加峰。     

Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺氟氧化物碲酸盐玻璃的上转换发光及光学温度传感

采用高温熔融淬火法成功的合成了Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的含有不同浓度Tm~(3+)的氟氧化物碲酸盐玻璃.测量了样品的吸收光谱,结果表明Yb~(3+)和Tm~(3+)成功掺入到玻璃基质中.在980nm激发下,样品在801nm(3H4→3H6)发射最强,在476nm(1G4→3H6)和651nm(1G4→3F4)发射较弱;分析了上转换发光强度与Tm~(3+)浓度依赖关系,确定了上转换发光的最佳掺杂浓度为0.1%Tm2O3;探讨Tm~(3+)的上转换发光机理和Tm~(3+)的浓度猝灭机理,结果表明在980nm激发下Tm~(3+)获得的能量主要来自于Yb~(3+)→Tm~(3+)的量传递,Tm~(3+)的浓度猝灭机理为Tm~(3+)-Tm~(3+)之间的交叉弛豫导致的无辐射能量传递,根据能量匹配的原则,给出可能的交叉弛豫通道.此外,在980nm激发以3F2,3和3H4作为热耦合能级研究分析了Tm~(3+)在氟氧化物碲酸盐玻璃中的温度传感性能,结果表明灵敏度随温度的升高而升高,说明Tm~(3+)掺杂的氟氧化物碲酸盐玻璃可以作为光纤传感材料,且在高温灵敏度更佳.     

KLa(MoO_4)_2∶Yb~(3+),Ho~(3+),Tm~(3+)白光荧光粉的制备及性能研究

采用水热法成功制备了Yb~(3+),Ho~(3+),Tm~(3+)三掺的多晶KLa(Mo O4)2荧光粉。在980 nm激光激发下,KLa(MoO_4)_2∶Yb~(3+),Ho~(3+),Tm~(3+)发出裸眼可见的明亮白光,这其中包括Tm~(3+)离子发出的蓝光(~475 nm)、Ho~(3+)离子发出的绿光(~540 nm)和红光(~651 nm)。根据色度坐标系计算得出的坐标点可以看出,随着Ho~(3+)/Tm~(3+)掺杂浓度之比的增加,KLa(Mo O_4)_2∶Yb~(3+),Ho~(3+),Tm~(3+)所发出的白光呈现从冷白光到暖白光的变化。最后详细讨论了KLa(Mo O_4)_2∶Yb~(3+),Ho~(3+),Tm~(3+)荧光粉可能的发光机制。     

YbPO_4基质中Yb~(3 )-Yb~(3 )和Yb~(3 )-Gd~(3 )离子对的合作光学跃迁

研究了YbPO_4基质中Yb~(3 )-Yb~(3 )和Yb~(3 )-Gd~(3 )离子对的三种类型的合作光学跃迁,即合作吸收,合作发光,以及喇曼发光,在这些现象中,跃迁谱线的能量与所予期的单个离子的跃迁能量相当一致在YbPO_4的点群对称D_(2d)的晶体场下,Yb~(3 )离子的两个4f多重项~2F_(7/2)和~2F_(5/2),大约相隔10,000cm~(-1),应是分别劈裂成四个和三个能级。这些晶体场-劈裂能级的能量从YbPO_4单晶的吸收和发射光谱得到。     

一种基于微通道板的脉冲X射线时间谱仪

为适应新型超快闪烁材料研究的需要,在原有脉冲X射线时间谱仪的基础上,通过改装微通道板光电倍增管(MCP-PMT),并采用具有快时间响应的前置放大器(FPA)和恒比甄别器(CFD)的方法,使谱仪的时间分辨极限提高到170 ps左右.BaF2晶体闪烁光快成分衰减时间谱的测量结果表明:该谱仪可很好地满足新型超快闪烁材料发光衰减时间特性的研究.     

Li~+对硅酸盐玻璃中Yb~(3+)、Tm~(3+)上转换效率的影响

利用高温熔融法制备了不同Li~+含量的掺杂Yb~(3+)、Tm~(3+)的硅酸盐玻璃样品,玻璃样品在980 nm半导体激光器的泵浦下能够产生477 nm的蓝光和654 nm的红光。由上转换的荧光强度和泵浦功率的双对数拟合直线得到,添加Li~+能够增加上转换过程中Tm~(3+)向上跃迁的几率,Tm~(3+)的3F2和1G4能级的粒子数布居增加,从而提高辐射跃迁的几率。红外光谱和拉曼光谱表明Li~+的添加对玻璃基质的声子能量影响不大,却使得声子态密度减小,使上转换效率提高,从而提高Yb~(3+)、Tm~(3+)在硅酸盐玻璃中的发光强度。