ST401型塑料闪烁体闪烁时间测量

应用放射源激发闪烁体发光,测量发光时间特性的单光子计数法,以及按单光子计数原理建立的测量装置,对国产ST401型普通塑料闪烁体的闪烁衰减时间进行了测量,结果为(2.60 ±0.18)ns.该装置的时间分辨率小于1.8ns,幅度动态范围大于104,测量精度好于0.1ns,并可以测量多组份发光时间的闪烁体的时间特性.     

光子晶体制备方法对同步辐射闪烁体探测器成像分辨率的影响

探测效率和空间分辨率是成像探测器的重要性能。采用光子晶体,可提高闪烁体的光提取效率和增加光输出,进而提高基于闪烁体的同步辐射X射线成像探测器的探测效率并缩短成像时间。探究光子晶体对于成像探测器分辨率的影响具有重要应用意义。在闪烁体上添加三种典型的光子晶体,在上海光源BL13W1线站进行探测器有无光子晶体的成像实验,对比分辨率靶成像效果以及衬度比的量化结果,得到影响分辨率的因素。结果表明,均匀有序、三角构型的光子晶体具有最佳的成像效果,对于光子晶体在成像探测器领域的应用研究具有指导意义。     

溴化镧/氯化镧电流型闪烁探测器性能研究

掺铈溴化镧(LaBr₃∶Ce)及掺铈氯化镧(LaCl₃∶Ce)是近年来出现的性能优良的新型无机闪烁体。本文对LaBr₃∶Ce和LaCl₃∶Ce电流型闪烁探测器的性能进行了研究,计算了探测器的相对灵敏度随入射γ射线能量的变化曲线,测定了其对¹³⁷Cs和⁶⁰Co的灵敏度,并检验了其γ/n分辨本领。结果表明,溴化镧和氯化镧探测器具有较高的γ灵敏度响应和γ/n分辨,适于测量低强度快脉冲中子、γ混合场中的γ射线束。     

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,...     

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。     

YAP伴随α粒子探测器的研制

研制了一种可安装于D-T中子发生器内的伴随α粒子探测器.该探测器选用直径30 mm、厚0.5 mm的掺铈铝酸钇(YAP:Ce)闪烁体,可密封于D-T中子发生器内.采用蓝宝石玻璃作耐高温光学法兰,粒子在YAP闪烁体中产生的光信号经过蓝宝石玻璃传到光电倍增管光阴极上.光电倍增管阳极输出α粒子的电脉冲信号.探测器输出负信号的前沿下降时间约为6 ns;对241Am 5.486 MeV α粒子的能量分辨率约为5.4％.在高压倍加器用作D-T中子源时,在15 kcps计数率下,该探测器对3.5MeV伴随α粒子的能量分辨率约为27％,峰谷比达到10:1.YAP闪烁体及蓝宝石玻璃经8 h400℃烘烤后,该探测器的时间性能和能量分辨性能未发生改变.实验表明研制的探测器满足了密封D-T中子发生器的制造工艺要求,可安装于小型D-T中子发生器内用作伴随α粒子探测器.     

掺钇BaF2闪烁探测器性能研究

利用22Na放射源释放的β+湮没产生的0.511 MeVγ射线,研究了掺钇BaF_2(钇掺杂为1 at%,原子百分数)闪烁探测器的能量分辨和时间分辨性能。与BaF_2探测器对比实验结果表明:掺钇BaF_2晶体的快慢成分比(1:1.1)远高于BaF_2晶体的快慢成分比(1:5),掺钇BaF_2探测器的能量分辨率(38%)低于BaF_2探测器的能量分辨率(19%);在高强度γ射线环境下,掺钇BaF_2探测器的符合时间分辨率优于BaF_2探测器的时间分辨。分析发现:掺钇BaF_2晶体中慢成分信号的减少,缩短了探测器输出信号的时间宽度,有利于在探测高强度γ射线时减缓或消除探测器中高计数率时间信号的堆积现象,提高探测器的时间分辨能力。     

惰性气体β-γ符合测量系统探测器能量及分辨率刻度

β-γ符合法是全面禁止核试验条约(CTBT)放射性核素核查中惰性气体氙测量的一种重要方法,探测器能量及分辨率刻度是其首要解决的关键技术。本工作详细介绍了β-γ符合测量系统NaI(Tl)闪烁体和塑料闪烁体探测器能量及分辨率刻度的方法和结果,采用γ放射性核素点源刻度NaI(Tl)γ射线能量及分辨率,利用137Cs661.66keVγ射线康普顿散射电子刻度塑料闪烁体β射线能量及分辨率,并与131Xem内转换电子刻度的β射线能量分辨率结果进行了比较。结果表明:用137Cs康普顿散射电子刻度塑料闪烁体β射线能量是一种简便可行的方法,但用其刻度的β射线分辨率比实际的大。     

双端输出塑料闪烁体探测器的符合关联测试

利用双端信号输出的塑料闪烁体与灵敏度高、时间响应快的硅光电倍增管构成塑料闪烁体探测器探头,并与后端的数字化转换器等电子学系统搭建成塑料闪烁体探测器系统。为了研究不同数据处理方法对真事件探测效率和能量分辨率的优化,分别使用标准γ源60Co和137Cs对塑料闪烁体探测器系统进行测试。研究了关联事件的符合时间窗对探测器真事件探测效率的影响,分析了波形的积分长度与脉冲信号甄别(Pulse Shape Discrimination,PSD)开窗法对能谱能量分辨率的改进。结果表明,在关联事件的符合时间窗为15 ns时,真事件探测效率最佳,当波形积分长度为80 ns时,通过PSD开窗后能量分辨率由原来的53.38%优化为42.21%。     

闪烁探测器神经网络定位方法研究

通过仿真由整块NaI(Tl)晶体、光导和PMT阵列组成的闪烁探测器对511 keV γ射线的探测过程,研究用神经网络由闪烁光分布计算γ射线入射点位置的方法,并与传统的Anger公式定位算法进行比较.结果表明,神经网络方法可克服或减小探测器作用深度效应和边缘效应的影响,在探测器中心区域和边缘区域,对于γ射线垂直入射和大角度入射都能获得很好的位置分辨率.另外,还研究了局部神经网络在角度方向上的泛化能力.     

LaBr_3:Ce~(3+)闪烁晶体研究进展

以铈离子Ce3+激活的LaBr3晶体(LaBr3:Ce3+)是近年来发现的一种新型无机闪烁体材料,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,使其成为NaI(Tl)等传统闪烁体材料有力的竞争者。论文通过重点比较LaBr3:Ce3+晶体与NaI(Tl)晶体的性质,同时列举实例说明它的应用,力求比较全面地反映LaBr3:Ce3+晶体的性质。     

Characteristics of the new YAlO3:Ce compared with BGOand GSO

The characteristics of YAlO₃:Ce (YALO) used as a fast scintillation detector with high density (5.35 gm/cm³) and high light yield were investigated and compared with those of other scintillation materials. The decay of the scintillation light could be described by the sum of two exponentials with decay constants of 31 ns and 246 ns and contributing 98% and 2% to the total light yield, respectively. The light yield of 19700 photons/MeV was measured by comparing the number of photoelectrons produced in YAlO in BGO under the same conditions. The energy resolution at a gamma ray energy of 511 keV was 6.7% for a 4.0×8.0×25.0 mm³ sample. The FWHM of a timing measurement using two YAlO crystals detecting annihilation quanta (with 200 keV threshold) was 1.1 ns. Monte Carlo simulations showed that the crystal depth for the absorption of 90% of 511 keV gamma quanta is 51.8 mm in YAlO (compared with 25.2 mm in BGO)     

两种掺Yb3+闪烁晶体光致激发时间性能的实验研究

利用皮秒脉冲固体激光器测量了Yb∶YAP和Yb∶YAG闪烁晶体的时间响应性能,利用普通光电探测器和透紫光电探测器初步观察了光谱匹配对闪烁探测器时间响应性能的影响。测量结果表明：普通光电探测器配Yb∶YAP闪烁晶体时间衰减常数为1.206ns,透紫光电探测器配Yb∶YAP闪烁晶体时间衰减常数为0.428ns,配Yb∶YAG闪烁晶体时间衰减常数为0.411ns,其时间性能优于BaF₂晶体;闪烁探测器时间响应对光谱匹配有依赖关系。     

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%。     

EJ339A型液体闪烁探测系统光输出响应函数的理论模拟与实验研究

对液体闪烁探测器EJ339A中子与伽马辐射测量问题,采用理论模拟与实验分析方法,结合自主设计搭建的基于Lab VIEW的数字化信号处理系统,分别完成22Na、133Ba、137Cs和60Co等4种不同能量的γ源等效电子能量测量与刻度。在此基础上,利用中子飞行时间测量原理,在不同时间窗下将锎(252Cf)源近似分化成若干个单能中子源,获得1.9 7.8 Me V范围内中子在探测器中的光输出响应函数。结果表明,理论模拟与实验测量值在低能段比较吻合,而高能段存在约7.3%的误差。     

LaBr_3(Ce)闪烁体APD前端读出设计

本文以雪崩光电二极管为小体积Labr_3(Ce)闪烁体的光电读出器件,并设计低噪声电荷灵敏前置放大器与雪崩光电二极管进行匹配组成完整前端探头,可应用于便携式小体积能谱仪中。雪崩光电二极管的增益、暗电流和结电容易受两端偏置电压影响,而这些特性的变化将影响能谱的读出效果。为此在不同的偏置电压下,测试了该探头组成的闪烁探测器的能量分辨率。当偏置电压为380 V时,对能量为662 keV的γ射线的最佳能量分辨为3.97%。     

基于GAGG:Ce晶体耦合SiPM的位置灵敏探测器的设计与评估

为满足当前γ相机对高分辨率、低成本、小型化探测器的需求,提出了采用硅光电倍增管（SiPM）耦合GAGG:Ce晶体阵列的方式代替传统的位置灵敏型光电倍增管（PSPMT）耦合晶体阵列的方式以构成新型γ相机探测器,并设计了均匀电荷分配电路（SCDC）和阻抗电桥电路作为探测器的读出电路,同时设计了前沿定时电路作为数据采集触发电路。实验结果表明：当温度为25 ℃、探测器供电电压为28.5 V时,该探测器在511 keV射线的激发下,散点图的峰谷比高达3.84,对511 keV和662 keV射线的平均能量分辨率分别为10.63%和9.71%,具有较好的分辨性能。     

球床式高温气冷堆球流CT探测器辐照光输出稳定性研究

针对长时间实验过程中CsI(Tl)闪烁体探测器的辐照光输出会不断变化的问题,在实现探测器输出暗场的稳定性控制后,对按实际堆芯5∶1比例缩小设计的球流检测系统进行了长达48 h的空载γ射线辐照,并记录了暗场稳定性的控制结果及探测器的辐照光输出。结果表明：各闪烁体探测单元受γ辐照后,辐照光输出先不断上升,达到最大值后再线性下降。分析探测器辐照光输出发现,几何尺寸和物理成分相同的各探测单元彼此间的辐照光输出上升幅度比与辐照损伤均存在差异,但辐照光输出达到最大时对应的累计剂量基本相同,且与初始辐照光输出大小无关。最后提出了对系统辐照光输出的上升和下降阶段分别采用指数校正和线性校正的思路,为球床式高温气冷堆球流检测系统图像重建过程中投影数据的校正提供解决方案。     

大面积气体闪烁正比计数器的研制及性能测试

本工作建立了一套有效探测面积大于300 cm²的气体闪烁正比计数器系统,并利用波长转换材料实现了普通光电倍增管对光信号的收集。对该系统进行了系列性能测试,测试结果表明,探测器对¹⁰⁹Cd 22.6 keV X射线具有7.5%的能量分辨率,点源距探测器3.2 cm时达到12.4%的探测效率。本工作的研究成果将为核污染场所低能X、γ放射性样品测量及超铀核素人体内照射污染测量等提供一种有力手段。