PbWO4闪烁晶体的辐照损伤机理研究

完成了６４０—１０４０℃温度范围内钨酸铅［ＰｂＷＯ４（ＰＷＯ）］晶体的退火实验,观察到较低温退火时晶体中本征色心吸收带（３５０ｎｍ）先是增加,其后随退火温度的升高而逐渐降低直至消除的全过程．分析了ＰＷＯ晶体的本征缺陷和电荷补偿机制．讨论了退火过程中氧进入晶体后色心的产生和转化规律,并提出可能发生Ｐｂ３＋→Ｐｂ４＋的进一步氧化过程,从而导致Ｐｂ３＋空穴中心的湮没．测量并比较了不同退火温度处理后ＰＷＯ晶体的紫外辐照诱导色心吸收谱．观察到导致辐照损伤的Ｏ－空穴中心主要来自晶体中固有的Ｐｂ３＋空穴中心向Ｏ－空穴中心的转化;同时晶体中氧空位作为电子陷阱对Ｏ－空穴中心有稳定作用．当上述两项因素得以消除,晶体辐照硬度随之提高．实验表明,在含氧气氛中高温退火可以有效地改进ＰＷＯ晶体的抗辐照损伤能力．铁杂质对ＰＷＯ的抗辐照能力十分有害     

氟化铈晶体抗辐照机理的探讨

比较研究了氟化铈晶体、CeO2、草酸铈CeAc3粉末中Ce离子外层3d电子的X射线光电子能谱,给出了三种样品的X射线光电子光谱参数.CeF3中的Ce离子可能是混合价态,用电荷自补偿观点解释CeF3晶体抗辐照机理.     

钨酸铅晶体的辐照损伤研究

报道对钨酸铅晶体作低剂量辐照损伤研究的实验装置、方法、和结果.利用北京计量科学研究院的小型⁶⁰Co放射源对4块钨酸铅晶体作了辐照损伤的实验,发现光产额随辐照剂量的增加呈现指数衰减,最后趋于饱和.     

国产CsI(TI)晶体辐照损伤实验研究

研究了ＣｓＩ（ＴＩ）晶体在１．３ＧｅＶｅ－束形成的电磁辐射场和６０Ｃｏγ辐射场照射后的辐照损伤，测量了晶体光输出和透射率的变化，以及辐射损伤的自然恢复和加热恢复效应。     

国产CsI(TI)晶体辐照损伤实验研究

研究了CsI(Tl)晶体在1.3GeV e^－束形成的电磁辐射场和⁶⁰Co γ辐射场照射后的辐照损伤,测量了晶体光输出和透射率的变化,以及辐射损伤的自然恢复和加热恢复效应.     

闪烁体瓦片-光纤量能器的辐照损伤研究

本文描述了对SDC闪烁体瓦片-光纤量能器模型的辐照损伤研究.四个模型用北京正负电子对撞机的1.1GeV电子束累积辐照了6Mrad.测量了在模型的不同深度和不同累积剂量时的光输出,研究了辐照后模型的恢复过程以及辐照损伤对环境气体的依赖.     

电子辐照氟化钡晶体位移损伤的计算

概述电子辐照对氟化钡晶体位移损伤的机理,讨论电子对氟化钡晶体位移损伤的理论计算方法。具体计算出能量为1.5MeV和1.8MeV电子辐照氟化钡晶体的位移损伤,对计算结果进行讨论,并与实验得到的吸收谱进行比较,理论计算结果与实验结果符合得很好。     

北京正负电子对撞机本底辐射及高Z闪烁体辐照损伤研究

在北京正负电子对撞机上首次从粒子物理实验的需要出发开展了对撞区辐射本底的系统研究.发展了动态研究对撞区辐射水平的有效方法,能够灵敏地反映出对撞机不同工作状态下的本底辐射水平与其分布情况以及在对撞状态下随时间变化的规律.考察了国产BGO及BaF₂晶体在对撞机辐射环境中的抗辐照性能.     

闪烁体瓦片/光纤量能器辐照损伤的进一步研究

研究了由不同闪烁体瓦片/光纤材料组成,或材料相同但构造不同的量能器模型的辐照损伤.用北京正负电子对撞机(BEPC)的电子试验束(1.1或1.3GeV)辐照了十个量能器模型.通过测量在不同累积剂量和在量能器内的不同位置上的光输出,对辐照损伤作出定量分析.还研究了损伤后的恢复及损伤与环境气体的关系.通过数据拟合发展了辐照损伤对剂量及对深度断面的校正方法.     

变价元素铋掺杂钨酸铅晶体辐照损伤的研究

采用剂量为4Mrad的γ射线辐照Bridgman法生长的未掺杂和掺铋钨酸铅晶体,研究了辐照前后晶体的透射光谱、X射线激发发射光谱(XSL)的变化.利用正电子湮没寿命谱(PAT)和X光电子能谱(XPS)的实验手段,对钨酸铅晶体辐照前后的微观缺陷进行了研究,并对其抗辐照损伤性能及微观机理进行了初步探讨.研究表明,铋掺杂使得晶体中的正电子捕获中心和低价氧浓度下降;辐照后,未掺杂晶体中正电子捕获中心浓度下降,低价氧浓度上升,掺铋晶体则出现了与之完全相反的情况,正电子捕获中心浓度上升,低价氧浓度下降.提出掺铋钨酸铅晶体中铋的掺杂辐照前主要以Bi³⁺占据VPb的形式存在,辐照使变价元素铋发生Bi³⁺→Bi⁵⁺的变价行为,Bi⁵⁺可以替代W⁶⁺格位并使得晶体内部分(WO₄)^2－根团形成(BiO₃+V_o)^－.     

CsI(Tl)晶体的辐照损伤研究

本文报道CsI(Tl)晶体辐照损伤的实验研究,结果表明,CsI(Tl)晶体具有辐照损伤效应.对被辐照损伤过的CsI(Tl)晶体作恢复研究.表明在200℃下加热4小时,可使辐照操作的CsI(Tl)晶体得到恢复.     

闪烁晶体碘化铯在紫外光和X射线激发下的发光特性

室温下掺铊碘化铯(CsI∶Tl)晶体的吸收谱在230~320 nm范围内有3个特征峰:310 nm(4 eV)、270nm(4.6 eV)和245 nm(5.1 eV)。采用这3种不同激发能量(对应不同激发机制)的近紫外(UV)光激发得到的荧光(PL)光谱相同。这些PL谱与钨(W)靶X射线激发的辐照致荧光(RL)谱也类似。经分峰计算,PL和RL均含有4种熟知的3.1 eV(400 nm)、2.55 eV(486 nm)、2.25 eV(550 nm)和2.1 eV(590 nm)发光组分,但RL中2.1 eV组分高于PL,同时2.55 eV组分又低于PL。分析认为,这一差异来自于X射线对晶体的辐照损伤Tl+Va+、Tl0Va+,相关的2.1 eV吸收峰与2.55 eV发光带重叠。结果表明:X射线比紫外光更易产生损伤从而影响晶体CsI∶Tl的发光特性。     

国产BaF2(La)晶体闪烁性能的研究

在BaF₂中掺入1% mol的BaF₃结晶出BaF₂(La)晶体,经测试,此晶体闪烁发光快成份的强度比纯BaF₂晶体不减弱,而发光慢成份被抑制约4倍,耐辐照能力可以达到10⁶rad,表明新晶体有希望满足未来高能物理实验的要求.     

塑料闪烁体的辐照特性

利用⁶⁰Co放射源分别对3种塑料闪烁体(BC-408, EJ-200, BC-404)进行辐照损伤研究, 比较辐照前后的透射谱、发射谱及光产额的变化, 发现3种闪烁体在低剂量具有较好的抗辐照性能; 当照射剂量超过1.44×10⁴Gy时,透射谱明显变坏, 光输出减少很严重, 但发射谱却保持不变.     

低速高电荷态重离子辐照的GaN晶体表面X射线光电子能谱研究

利用低速高电荷态Xeq+和Pbq+离子对在蓝宝石衬底上生长的GaN晶体膜样品进行辐照,并利用X射线光电子能谱(XPS)对样品表面化学组成和元素化合态进行了分析.结果表明,高电荷态离子对样品表面有显著的刻蚀作用;经高电荷态离子辐照的GaN样品表面氮元素贫乏而镓元素富集;随着入射离子剂量和所携带电荷数的增大,Ga—Ga键相对含量增大;辐照后,GaN样品中Ga—Ga键对应的Ga3d5/2电子的束缚能偏小,晶格损伤使内层轨道电子束缚能向低端方向偏移.     

γ射线辐照LiF晶体中辐照缺陷的X射线黄昆漫散射实验测量

采用有前单色器的普通X射线衍射仪,分别用微分和积分方法测量了γ射线辐照LiF晶体中缺陷集团的黄昆漫散射。黄昆漫散射的分布表明,LiF晶体中辐照缺陷集团的应变场接近于各向同性。 关键词：     

加载光子带隙膜系BaF2晶体闪烁光慢成分抑制和抗γ辐照损伤的研究

根据BaF2晶体闪烁光快、慢成分波段的不同,设计并制备了用于抑制该晶体闪烁光慢成分的Al2O3/MgF2/Al/MgF2…光子带隙膜系。实验结果显示：加载光子带隙膜系的BaF2晶体,其闪烁光快/慢成分比提高80倍以上;经剂量为1×105 Gy的60Co γ射线辐照后,其透射光谱、发射光谱和发光衰减时间谱没有明显的变化,这表明由光子带隙膜系与BaF2晶体所构成的快闪烁器件不仅可有效避免慢成分的干扰,而且还具有很强的抗γ辐射性能。     

新型闪烁晶体的性能与应用研究

概述国际上一些新型闪烁晶体的研究状况，重点介绍对ＢａＦ２和ＰｂＷＯ４闪烁晶体性能及其应用进行研究所取得的一些结果．The status of the study on some new scintillators is summarized, and the results of our researches on the properties and applications of BaF 2 and PbWO 4 crystals are discribed.     

掺镧PbWO4闪烁晶体的缺陷研究

利用正电子湮没寿命谱(PAT)和X射线电子能谱(XPS)研究了掺镧所引起的PbWO4晶体缺陷的变化.结果表明:掺镧后,PbWO4晶体中的正电子捕获中心铅空位(VPb)浓度增加,并进一步诱导低价氧浓度的增加.讨论了掺La的作用机制,认为掺La将抑制晶体中的氧空位,增加铅空位浓度.     

硅酸铋(BSO)晶体闪烁性能研究

报道对BSO晶体闪烁性能研究的若干结果. 包括晶体的激发光谱和荧光光谱、光产额、发光衰减时间和抗辐照能力等特性.