LaBr_3:Ce(5%)闪烁探测器的MC研究

近年来一种采用LaBr3:Ce晶体的闪烁探测器被研发出来,这种新型探测器比NaI(Tl)探测器具有更高的能量分辨率,在662 keV大约为3%。利用蒙特卡罗通用程序MCNP4C分别模拟计算了LaBr3:Ce晶体和NaI(Tl)晶体的γ能谱,模拟能谱与相应的实验测量能谱符合很好。研究还发现晶体尺寸大小对能量分辨率没有影响,能量分辨率不随晶体体积的增加而提高。同样晶体尺寸下通过模拟探测不同入射能量γ射线的峰总比R(E)计算值与NaI(Tl)晶体的模拟值和实验值比较发现,LaBr3:Ce晶体对中高能量γ射线的探测效率较高,而在较低能量时探测效率低于NaI(Tl)晶体。     

LaBr3（Ce）探测器在爆炸物检测中的应用

LaBr3(Ce)探测器具有高的能量分辨率和良好的能量线性响应等特点,在γ射线的测量中展示了优良的性能。本工作基于爆炸物检测的应用背景,介绍了LaBr3(Ce)探测器的特性、现状和研究进展,采用标准γ源对其性能进行了测试,并与BaF2、NaI(Tl)、LaCl3(Ce)等几种探测器进行了比较。结果表明,LaBr3(Ce)探测器在爆炸物检测方面具有良好的应用前景。     

LaBr_3(Ce)与NaI(Tl)闪烁探测器的性能研究与比较

以铈离子激活的溴化澜晶体(La Br3:Ce3+)是近年来发现的一种新型无机闪烁体材料,因其具有较高的光产额、较好的能量分辨率、较快的衰减时间等优良性质,对溴化镧和碘化钠闪烁晶体进行了对比性实验研究,用137Cs、60Co等标准源在低本底铅室中测量了γ能谱。通过对比,重点讨论了La Br3(Ce)与Na I(Tl)闪烁探测器的能量分辨率和能量线性等性能指标。     

无机闪烁探测器综述

主要介绍了无机闪烁探测器的发展和现状.包括对常用无机闪烁晶体NaI(Tl)、CsI(Na)、CsI(Tl)、CsI(Pure)、BaF2、BGO、CdWO4、GSO:Ce和YAP:Ce等的密度、等效原子序数、衰减时间、光输出、发射光谱、能量分辨率、温度特性、辐射性能、加工性能等方面的介绍,以及对Ce3 掺杂的新型闪烁体的特性及发展前景的介绍.旨在为读者选择、使用无机闪烁晶体提供一份参考.     

制备和试验活化测井仪中的Bi_4Ge_3O_(12)闪烁体

本文阐述了制备和试验活化测井仪中的锗酸铋(Bi_4Ge_3O_(12),以下简称BGO)闪烁体,并将该闪烁晶体与被核地球物理学家广泛使用的碘化钠[NaI(Tl)]晶体进行对比,指出了BGO优于NaI(Tl)闪烁晶体的主要优点。本文还对化学计量配料和培养速度对闪烁晶体特性的影响进行了研究,并在一个萤石矿床上进行了氟的活化测井试验。     

低本底γ谱仪用的NaI(T1)闪烁体

低本底γ谱仪是指具有反符合屏蔽的一维或多维γ谱仪。它用的NaI(Tl)闪烁体包括低本底NaI(Tl)闪烁体和环形NaI(Tl)闪烁体。     

闪烁体的温度效应

本文介绍了测量闪烁体温度效应的装置及方法,给出了NaI(Tl)、CsI(Tl)、ZnS(Ag),锂玻璃,蒽及塑料等六种闪烁体的温度依赖关系,并着重对NaI(Tl)闪烁体的温度效应进行了分析。     

闪烁晶体各向异性效应的研究动态

闪烁晶体是核辐射探测器中的重要材料,具有密度大、光输出高、均匀性好以及衰减快等优点,广泛应用在医疗卫生、安全检查、高能物理、油矿勘探等领域。同一闪烁晶体经常表现出较大的性能差异,人们通常将其归因于晶体制备工艺的差异,而容易忽略晶体各向异性对晶体性能的影响。随着PbWO4、Lu2Si2O7:Ce、LaBr3:Ce和LaCl3:Ce等非立方相晶体的出现,闪烁晶体的各向异性效应越来越受到重视。论文综述了闪烁晶体的各向异性研究,分析了闪烁晶体的各向异性效应对晶体应用的影响。     

大尺寸掺氯化铈的溴化镧晶体生长及闪烁性能研究

采用真空密封的石英坩埚,使用改进的下降法生长了以氯化铈为掺质的溴化镧晶体( LaBr3:CeCl3),获得尺寸φ40 mm×45 mm无宏观缺陷晶体.测试了LaBr3:CeCl3晶体的X射线激发发射谱、透射光谱及光输出、能量分辨率、衰减时间等闪烁性能.结果表明:在X射线激发下,Ce3+激发发光主峰位于385 nm附近,...     

基于LaBr_3(Ce)的蒸汽发生器泄漏率监测仪

介绍用于核电厂蒸汽发生器泄漏率监测的配以LaBr_3(Ce)探测器的新型检测仪。通过对LaBr_3(Ce)探测器与NaI(Tl)探测器能量线性、能量分辨率、探测效率和温度影响等性能特性的对比分析,显示了LaBr_3(Ce)探测器的良好性能。研究表明:配以LaBr_3(Ce)探测器的蒸汽发生器泄漏监测仪将可能逐渐替代在用的配以NaI(Tl)探测器的蒸汽发生器泄漏监测仪。     

一种新型溴化铈闪烁体探测器性能研究

闪烁探测器在射线能量与时间的探测中发挥着重要作用。针对国产新型溴化铈（CeBr₃）闪烁晶体,本文建立实验系统和方法对其关键性能指标进行了测试,具体包括：建立了快符合时间分辨系统测量装置,测试得到新型闪烁探测器对于⁶⁰Co源的时间分辨率为142 ps;建立了单光子计数法测量装置,测试得到溴化铈晶体的衰减时间为16.8 ns,上升时间为0.18 ns;建立了相对光输出测量装置,测试得到其相对于同规格NaI(Tl)闪烁体探测器对于661.66 keV射线的光输出为161%;同时针对其能量响应性能进行了测试,测得对于661.66 keV射线其能量分辨率为4.7%。将国产新型溴化铈闪烁晶体的性能测试结果与国际上同类晶体以及氟化钡、溴化镧、碘化钠等常用无机闪烁体的性能进行了比较,对其应用前景进行了探讨。     

GAGG:Ce探测器与NaI:TI探测器性能比较

研究了封装反射层材料对GAGG:Ce探测器光收集的影响,同时与Na I(TI)闪烁体探测器进行了详细的对比性实验,用137Cs、60Co标准源测量了γ能谱,对GAGG:Ce与Na I(TI)闪烁体探测器的温漂、能量线性及能量分辨率等性能指标重点进行了讨论。结果表明:GAGG:Ce探测器随温度漂移变化程度较大;能量线性好,线性相关度r为0.9999;对662 ke V的γ射线能量分辨率为7.8~8.0%。     

NaI:TI与LaBr_3:Ce~(3+)闪烁体探测器能量分辨的GEANT4模拟

闪烁体探测器γ能谱测量中,闪烁光子的产生、传输及光电器件收集、倍增均对能谱的分辨有巨大影响。为了精确模拟闪烁体探测器的能量分辨,采用蒙特卡洛模拟软件GEANT4建立了一套模型,分别对Na I(TI),LaBr_3:0.5%Ce~(3+)闪烁体探测器测量能量为662 ke V的γ射线能谱进行模拟,获得的结果与实验测试结果能够很好的符合,验证了建立模型合理性与可靠性,为闪烁体的设计提供了一套更精确的开发工具。     

Cerium-doped lutetium oxyorthosilicate: a fast, efficient newscintillator

The authors discuss a single-crystal inorganic scintillator, cerium-doped lutetium oxyorthosilicate (Lu_2(1-x)Ce_2x (SiO₄) or LSO). It has a scintillation emission intensity which is ~75% of NaI(Tl) with a decay time of ~40 ns. The peak emission wavelength is 420 nm. It has a very high gamma-ray detection efficiency due to its density of 7.4 g/cm³ and its effective atomic number of 66. Its radiation length of 1.14 cm is only slightly longer than bismuth germanate (BGO). The scintillation properties of Ce-doped LSO are compared to NaI(Tl), BGO, and cerium-doped gadolinium oxyorthosilicate (GSO). In addition to desirable physical properties such as high density and high atomic number, LSO also processes a combination of high emission intensity and fast decay which together are superior to any other known single crystal scintillator     

闪烁体耦合SiPM测量γ能谱的模拟研究

硅光电倍增管(Silicon photomultiplier,SiPM)是一种新型的光电探测器件,由工作在盖革模式下的雪崩二极管阵列组成。利用GEANT4蒙特卡罗软件包对LaBr_3:10%Ce~(3+)、Na I(TI)闪烁晶体耦合SiPM测量γ射线能谱进行了细致的模拟,通过单色光LED光源照射SiPM,得到SiPM自身暗电流噪声经电子学放大后,与集成的盖革雪崩二极管之间的间隙引起吸收光子涨落对能谱的展宽。对模拟得到的662 keVγ射线能量分辨率进行修正,最后与实验结果对比能够很好地符合,还得到了一组对应闪烁晶体本征能量分辨率的程序参数Pr,s。结果验证了模拟程序设置的闪烁晶体与封装材料光学参数的合理性与可靠性,为闪烁体探测器设计提供了一套开发工具。     

国产LaCl3:Ce探测器裂变γ能区多能量点灵敏度测量

应用⁶⁰Co强γ源进行康普顿散射,再结合0.67 MeV（¹³⁷Cs源）和1.25 MeV（⁶⁰Co源）标准γ源,获得裂变γ能区多种能量γ辐射。以国产掺铈氯化镧（LaCl₃:Ce）闪烁晶体样品配光电倍增管构成快响应闪烁探测器,在这些γ能量下对LaCl₃:Ce探测器灵敏度进行了测量。测量结果表明：以LaCl₃:Ce对0.67 MeV γ的灵敏度为归一基准,LaCl₃:Ce对1.25 MeV γ的灵敏度约为1.28;对尺寸为f40 mm×2 mm的LaCl₃:Ce,能量在0.39～0.78 MeV之间对应的灵敏度最大为1.18,最小为0.96;对尺寸为f40 mm×10 mm的LaCl₃:Ce,最大为1.06,最小为0.98。本测量数据可为理论计算LaCl₃:Ce能量响应定标、校正提供测量数据参考,为获得裂变γ能区LaCl₃:Ce探测器综合灵敏度提供实验数据依据。     

一种基于SiPM的具有高能量分辨率的紧凑型溴化镧γ谱仪

基于光电倍增管(photomultiplier tube,简称PMT)的LaBr₃:Ceγ谱仪具有比Na I(Tl)γ谱仪更高的能量分辨率,但具有体积大、对磁场敏感、需要高电压等缺点。硅光电倍增管(Silicon photomultiplier tube,简称Si PM)具有与PMT相近的增益和效率,同时具有诸如高定时分辨率、抗磁场能力强、低偏压和紧凑尺寸等优良特性。本文将LaBr₃:Ce晶体与SiPM阵列耦合,设计研制基于Si PM的紧凑型LaBr₃:Ceγ谱仪,通过降噪、优化工作电压等措施改善SiPM的缺点对γ谱仪性能的影响。工作电压的噪声会导致能量分辨率发生恶化,通过设计无源滤波电路CLCπ型滤波器,利用其对直/交流阻抗的不同特性,滤除高频纹波,工作电压的信噪比从未降噪前的62.6 d B提高到74.64 dB;能量分辨率最优值对应于表示暗噪声、串扰、光电探测效率和SiPM增益之间折衷的最佳工作电压。通过实验给出不同工作电压下的能量分辨率,确定最佳工作电压为54.8 V,该电压下的能量分辨率为3.06%(@662 ...     

Characterization of the new scintillator Cs_2LiYCl_6:Ce~(3+)

The first domestic inorganic scintillator, Cs_2LiYCl_6:Ce~(3+)(CLYC), was grown at Beijing Glass Research Institute using the vertical Bridgman method. In this work, we evaluated the performance of this new CLYC crystal in terms of its gamma-ray energy resolution and pulse shape discrimination(PSD) capability between neutrons and gamma rays. The decay times associated with different scintillation mechanisms were obtained by fitting decay functions to the neutron and gamma-ray waveform structures. We found an energy resolution of * 4.5% for 662-ke V gamma rays and efficient neutron/gamma PSD with a figure of merit of * 2.6. Under gamma-ray excitation, there is an ultrafast scintillation mechanism in CLYC with a decay time of approximately 2 ns, whereas there is no evidence of ultrafast decay under thermal neutron excitation. This work contributes to the promotion of domestic development of CLYC.     

Study of performance of small gamma camera consisting of crystal pixel array and position sensitive photomultiplier tube

1 Introduction In recent years a great effort has been made in developing compact gamma camera to improve nu-clear medical imaging. Conventional Anger gamma camera[1] uses a NaI(Tl) scintillator block and an array of photomultiplier tube. It has large size and poor spa-tial resolution, thus it is not suitable for small object image. Though the gamma camera using planar crystal coupled with position sensitive photomultiplier tube (PSPMT[2]) could greatly improve spatial resolu-tion,[3-5] pl…     

Optimal Optical Conditions and Positioning Scheme for an Ultrahigh-Resolution Silicon Drift Detector-Based Gamma Camera

In this study, we optimized the optical conditions and associated positioning scheme for an ultrahighspatial-resolution, solid-state gamma detector. The detector module consisted of an array of seven hexagonal silicon drift detectors (SDDs) packed hexagonally and coupled to a single slab of crystal via a light guide glass. Because the optical behavior and requirements of the detector module and noise characteristics of the SDD sensor are different from those of conventional photomultiplier tube (PMT)-based detectors, the following parameters were studied to determine the optimum condition: scintillator selection, the effect of cooling on signal-to-noise ratio (SNR), the depth dependence of the scintillation light distribution, and optimum shaping time. To that end, a modified, Anger-style positioning algorithm with a denoise scheme was also developed to address the estimation bias (pincushion distortion) caused by the excessively confined light distribution and the leakage current induced by the SDD sensor. The results of this study proved that the positioning algorithm, together with the optimized optical configuration of the detector module, improves the positioning accuracy of the prototype detector. Our results confirmed the ability of the prototype to achieve a spatial resolution of about 0.7mm in full width at half maximum (FWHM) for 122 keV gamma rays under the equivalent noise count (ENC) of 100 (e- rms) per SDD channel. The results also confirmed NaI(Tl) to be a more desirable scintillator for our prototype with an energy resolution performance of about 8%.