脉冲DT中子场中的CeF3、ST401 闪烁探测器输出比对

本工作对国内近年新研制的CeF3用于γ测量时的抗中子干扰能力进行研究,在脉冲DT中子源场中对分别由CeF3和ST401构成的闪烁探测器输出进行比较测量.在相同测点中子注量率情况下的测量结果表明:ST401探测器的输出电荷比同体积的CeF3高10多倍;ST401探测器的电流输出峰值幅度比同体积的CeF3高30多倍.由此可得到CeF3对中子相对不灵敏,在n、γ混合辐射场中测量快γ辐射时,该无机晶体将是一种较合适的候选闪烁体.     

国产无机闪烁晶体LaCl_3∶Ce的探测能力和时间响应测量

以国产的掺铈氯化镧(LaCl3:Ce)闪烁晶体与线性电流大于1.5 A的光电倍增管构成闪烁探测器,利用 60Co、137Cs放射性标准源场,实验测量这种探测器对γ辐射的探测能力,并与同情况NaI:Tl闪烁探测器进行比对;利用266 nm单色激光和ns级的γ脉冲辐射分别对这种闪烁体的光致激发、辐射激发的时间响应性能进行测量.测量结果表明:国产新型LaCl3:Ce无机闪烁晶体样品构成的探测器对1.25 MeV 、0.66 MeV γ射线的探测能力平均约为同情况NaI:Tl闪烁探测器的103%,高的已超过了同尺寸NaI:Tl构成的闪烁探测器;266 nm单色激光光致激发时间响应波形前沿、半高宽、后沿和衰减常数分别为1.05 ns、17.42 ns、54.30 ns和24.61 ns,ns级的γ脉冲辐射激发的时间响应波形前沿、半高宽、后沿和衰减常数分别为1.52 ns、21.99 ns、75.13 ns和34.19 ns.     

YAP∶Ce晶体伽玛能响及抗中子能力研究

YAlO3∶Ce(YAP∶ Ce)是近年国内新研制出的实用型快响应无机闪烁晶体.本工作针对YAP∶ Ce晶体与光电倍增管组合构成闪烁探测器,根据闪烁体沉积能量与质能吸收系数等相关参数的核物理理论关系,通过解析方法计算了多种γ能量对应的灵敏度,同时应用Monte Carlo方法模拟,获得了YAP∶ Ce晶体对γ射线的能量响应理论趋势;并通过实验测量了该探测器对γ和中子多种能量点的灵敏度,以检验理论和模拟计算的可靠性.理论和实验结果表明:YAP∶ Ce闪烁探测器0.3 MeV～ 1.25 MeV能区γ灵敏度随能量的增加而平缓地增加;其中1.25 MeV能量的灵敏度比0.37 MeV能量的灵敏度高约70;;同时具有较强的抗中子干扰能力:1.25 MeV的γ灵敏度与DT(14.1 MeV)中子灵敏度相当,比DD(2.54 MeV)中子灵敏度高5倍多;并且实验结果与理论计算、M.C模拟结果差异在5;范围内.     

YAP:Ce闪烁晶体的光致激发荧光衰减常数测量

用波长为266nm的激光激发不同尺寸、不同掺Ce3+浓度的YAP:Ce闪烁晶体,测量其光致激光荧光衰减常数,测量结果表明:YAP:Ce闪烁晶体的光致荧光衰减常数约为18.2ns,且与实验晶体厚度及Ce3+掺杂浓度(0.1;～0.6;原子分数)无关.     

大面积LaBr3:Ce闪烁探测器伽马灵敏度和时间响应测量

在60Co放射性标准源场中,对国内新研制的大面积LaBr3∶Ce闪烁探测器伽马灵敏度进行了测量,并用GD100光电管分别与LYSO:Ce、ST401闪烁体构成闪烁探测器的伽马灵敏度进行了对比分析;应用CΓC-67型三通道的ns快脉冲辐射源对这种大面积新型闪烁晶体本身的时间响应特性进行了测量.实验测量结果表明:直径76 mm的大面积LaBr3∶Ce闪烁探测器伽马灵敏度与LYSO∶Ce、ST401闪烁探测器的同体积归一灵敏度比分别超过5和200;时间响应前沿2.56 ns,后沿56 ns,半高宽23.56 ns,衰减时间25.45 ns.     

LaBr3:Ce闪烁晶体的生长及性能研究

掺铈溴化镧(LaBr3:Ce)闪烁晶体具有光输出高、衰减时间短、能量分辨率高等优异特性,在核医学成像、地质勘探、石油测井、空间物理等核辐射探测领域具有广阔的应用前景.本文采用改进的坩埚下降法,利用自发成核成功地生长了Ce3+掺杂浓度5.0at;、尺寸φ50 mm×60 mm的LaBr3:Ce闪烁晶体,测试了晶体的光输出、能量分辨率和衰减时间等闪烁性能.结果表明,在137Cs(662 keV)放射源作用下,LaBr3:Ce晶体的光输出为同体积NaI:Tl晶体的155;,能量分辨率为3.3;,衰减时间为25 ns.     

几种有机、无机晶体相对灵敏度和时间特性测量实验

在进行中子/γ粒子测量时,一般采用致电离辐射探测器进行测量.闪烁体作为致电离辐射探测器的重要组成部分,需对闪烁体的特性进行实验测量.本文总结了在СГС-67型三通道γ加速器和DPF中子源上进行的NaI(Tl)、CeF3、PbWO4晶体的灵敏度、时间响应等特性的标定实验,分析了实验现象,合理地处理数据,给出了实验结果.     

CeF3闪烁探测器对五种能量中子的甄别能力研究

用CeF3闪烁体和常用闪烁体ST401分别配特性相同的光电倍增管构成两种闪烁探测器,在1.2MeV、2.5MeV、3.5MeV、5.0MeV和14MeV等能量的稳态中子源场中,测量了这两种闪烁体探测器的电流输出,得到结果表明:上述能量的中子与CeF3闪烁探测器作用形成的电流比同尺寸ST401闪烁体构成探测器的输出电流均低一个量级以上,这些结果与这两种探测器在钴、铯γ源中测量结果比较,可以得出在n、γ混合辐射场中测量γ辐射时,CeF3闪烁探测器能够较好地屏蔽这些能量中子的干扰.     

高光输出快衰减高温无机闪烁晶体的研究与发展

无机闪烁晶体在影像核医学诊断、工业在线无损检测、油井勘测以及高能离子探测等领域有着广阔的应用背景.尽管不同应用领域对闪烁晶体性能的要求各异,但是不同应用领域要求闪烁晶体具有高光输出、快响应速度以及优良的物化性质等特点却是一致的.因此,近年来,寻求具有高光输出快衰减等综合性能优良的无机闪烁晶体引起了人们的极大兴趣.本文综述了具有高光输出和快衰减无机闪烁晶体的研究与发展趋势,重点阐述了掺杂Ce3+离子的高温闪烁晶体的研究及发展情况.     

强辐射对Yb∶YAG超快无机闪烁探测器灵敏度影响的实验测量

为了给强脉冲辐射场中应用超快闪烁探测器进行精密物理测试以及相关晶体抗核加固提供实验测量数据参考,针对近年新研制的Yb∶ YAG超快无机闪烁体与GD40光电管构成的快闪烁探测器,在源强近万居的强稳态辐照场中,细致测量了辐射累计伽马剂量从约1 Gy开始到最高约1 kGy全过程中Yb∶ YAG超快闪烁探测器输出电流的变化数据;在测点注量率大于1017cm-2·s-1的“强光一号”短γ脉冲辐射场中,测量了Yb∶ YAG超快闪烁探测器输出脉冲波形响应情况.实验测量结果表明:在强稳态辐射场情况下,对应累计剂量5 ～ 10Gy时,YAG(Yb)闪烁探测器灵敏度下降约5～10;(相对辐照IGy时的情况);测点累计伽马剂量约1 kGy时,Yb∶ YAG超快闪烁探测器的电流输出与约1 Gy时的比值约50;;短γ脉冲辐射情况下,测点累计注量约4×109 cm-2,Yb∶ YAG超快闪烁探测器输出电流约1A时,灵敏度下降约10;(相对累计注量约3×109 cm-2的情况),当测点注量大于1010 cm-2(累积剂量超过100 mGy),Yb∶ YAG超快闪烁探测器会出现较明显的损伤现象.     

温梯法Ce:YAG闪烁晶体的宏观缺陷观察

采用温度梯度法(TGT)成功生长了直径为76mm高光学质量的Ce:YAG高温闪烁晶体,采用偏光显微镜研究了Ce:YAG闪烁晶体中的主要宏观缺陷,观察到了生长条纹、侧心、气泡、包裹物以及应力双折射等宏观缺陷.实验结果表明,晶体中的气泡、包裹物以及应力双折射等宏观缺陷主要集中在晶体边缘部分,因此温梯法可以获得高质量的Ce:YAG闪烁晶体.     

Ce:YAP晶体生长和光谱性质

本文报道了用中频感应加热提拉法生长Ce:YAP晶体,晶体尺寸为35mm×80mm.在部分晶体中观察到了开裂、解理、孪晶、云层、核心和生长层等宏观缺陷,分析了缺陷与晶体生长温度梯度等因素的关系,对晶体样品进行了吸收光谱和荧光光谱分析.     

YAG:Ce荧光粉体的柠檬酸盐分解法制备和表征

通过对柠檬酸盐分解法的改进,在800℃的低温下合成了YAG:Ce立方晶荧光粉体,用X-射线衍射法研究了YAG的成相过程.结果表明:Y2O3与Al2O3的摩尔比为33∶5时更易形成YAG相,成相过程是由无定型态直接转变为YAG相的.同时考察了样品的发光性质.     

温梯法生长76mm Ce:YAG闪烁晶体的研究

首次采用温度梯度法(TGT)成功生长了直径为76mm高光学质量的Ce:YAG高温闪烁晶体,采用ICP-AES测试了Ce离子在Ce:YAG晶体中的分凝系数约为0.082.在室温下,测试了原生态Ce:YAG晶体的吸收光谱和X射线激发发射光谱(XEL).吸收光谱显示了Ce3+离子的3个特征吸收带,对应的中心波长分别为223nm,340nm及460nm;XEL发射谱表明Ce:YAG的发射峰为550nm,能与硅光二极管有效地耦合.     

Nanosized structural transformation and nonlinear optical properties of lithium niobium germanate glasses

Glass formation in Li₂O-Nb₂O₅-GeO₂ (LNG) system, the structure and crystallization behavior of glasses that have compositions near the ratio Li₂O/Nb₂O₅ ∼ 1 corresponding to stoichiometry of ferroelectric phase LiNbO₃ were examined by differential thermal analysis, X-ray diffraction, small-angle neutron scattering and second harmonic generation (SHG). LNG glasses were subjected to heat treatments at temperatures in the range between T_g and temperature of the first exothermic peak in order to initiate nonlinear optical activity by nanoheterogeneity formation. Transparent nanostructured glasses with second-order optical nonlinearity were obtained for compositions characterized by the Li₂O/Nb₂O₅ molar ratio ranging from 0.83 to 1.2 and GeO₂ 40-45 mol%. As prolonged heat treatments of nanostructured glasses result in crystallization of ferroelectric LiNbO₃ the origin of SHG in transparent LNG glasses is supposed to be connected predominantly with polarity of nanoheterogeneities formed at the initial stage of phase separation.     

Ce3+:YAG单晶闪烁体的激发和发光特性

铈激活钇铝石榴石(Ce3+∶YAG)单晶是综合性能优良的快衰减闪烁材料.本文以普通光源、激光、同步辐射以及阴极射线为激发源,对我们生长的Ce3+∶YAG闪烁晶体的激发和发光特性进行了系统的研究.结果表明:Ce3+∶YAG单晶的激发光谱(监测荧光波长为545nm)由五个激发峰组成.不同激发条件下的发射光谱均能用双高斯峰进行较好的拟合,拟合后得到的Ce3+的5d→2F5/2和5d→2F7/2发光带的中心波长分别约为520nm和570nm.但是,不同条件激发下5d→2F5/2和5d→2F7/2发光带的强度比有较大差异,这可能与不同的激发机制和激发能传输途径有关.     

退火温度对Ce:YAlO3单晶体的影响研究

将生长完成的Ce:YAlO2单晶体在1680℃的高温氢气气氛下退火,晶体颜色、吸收光谱和荧光光谱相对于未退火的样品均发生了变化.本文对此现象进行了分析.研究结果表明,1680℃高温氢气退火后,Ce:YAP晶体中同时包含YAP相和YAG相.     

非真空密闭条件下的Ce3+: LiYF4晶体生长

本文报道了氟化物激光晶体Ce3+: LiYF4的坩埚下降法生长工艺.以高纯氟化物LiF、YF3和CeF3为初始试剂,按照LiF: YF3: CeF3 = 51.5: 47.5: 1.0的物质的量比配料,经高温氟化处理合成严格无水的Ce3+: LiYF4多晶料.将Ce3+: LiYF4多晶料密封于铂坩埚中,添加少量聚四氟乙烯粉末,可避免氟化物熔体的氧化与挥发,从而在非真空条件下实现Ce3+: LiYF4晶体的坩埚下降法生长,成功生长出尺寸达28 mm×70 mm的无色透明完整单晶.采用XRD、差热/热重分析、透射光谱和荧光光谱对Ce3+: LiYF4单晶基本性质的进行表征.结果表明,该晶体在320~3000 nm区域内的光透过率达90;以上,晶体在297 nm处有一强吸收峰;荧光光谱显示晶体在紫外光区310 nm、325 nm处有两个强发射峰.