1 北京玻璃研究院有限公司, 北京 101111
2 北京首量科技股份有限公司, 北京 101111
本文使用垂直坩埚下降法制备了40 mm×40 mm×350 mm的BaF2:5%Y(摩尔分数)晶体, 并对晶体样品进行了掺杂含量、闪烁性能、光学性能和辐照损伤的研究。距离籽晶端0~300 mm范围内的Y3+掺杂浓度(摩尔分数)为5.1%±0.9%。晶体样品的平均光输出为2 100 ph/MeV, 在662 keV处的最优能量分辨率为10.1%。经60Co放射源辐照累积剂量1 Mrad后, 样品在波长220 nm处的透过率由辐照前的87.3%下降至83.5%, 在波长300 nm处的透过率由91.8%下降至89.9%。BaF2:Y晶体的抗辐照性能差于BaF2晶体, 经过累积剂量辐照后, BaF2:Y晶体对波长300 nm光的吸收明显增强。
闪烁晶体 坩埚下降法 光输出 辐照损伤 能量分辨率 BaF2:Y BaF2:Y scintillation crystal Bridgman method light output irradiation damage energy resolution
1 燕山大学信息科学与工程学院，河北省特种光纤与光纤传感实验室，秦皇岛 066004
2 秦皇岛本征晶体科技有限公司，秦皇岛 066000
3 江苏布拉维光学科技有限公司，张家港 215600
4 燕山大学环境与化学工程学院，河北省应用化学重点实验室，秦皇岛 066004
采用坩埚下降法，生长了体积为4 L的大尺寸NaI(Tl)晶体。对晶体进行X射线粉末衍射、紫外可见近红外透射光谱测试，结果表明，生长的晶体具有单一的物相，在600~1 600 nm的透过率高于75%。电感耦合等离子体发射光谱测试结果表明，晶体中的Tl离子浓度从头部到尾部逐渐增加。经过锻压、切割、打磨、抛光、封装等工序将NaI(Tl)晶体毛坯制成100 mm×50 mm×400 mm的方形晶体。闪烁性能测试结果表明，在137Cs放射源激发下，晶体的平均能量分辨率为7.9%，不同位置的相对光输出和能量分辨率存在一定差异。
碘化钠 闪烁晶体 坩埚下降法 晶体生长 透过率 能量分辨率 相对光输出 NaI scintillator crystal Bridgman method crystal growth transmittance energy resolution relative light output
上海御光新材料科技股份有限公司，上海 201807
低余辉碘化铯晶体的开发对于碘化铯晶体在现代安检及医疗CT设备中的应用具有十分重要的意义。本文首先通过原料纯化处理，去掉对晶体余辉有明显影响的杂质，然后采用共掺杂的方式，以改进的布里奇曼法生长低余辉碘化铯晶体，研究了该晶体的闪烁性能。研究结果表明，该方法获得的碘化铯晶体的余辉值约0.31%@50 ms，远低于常规碘化铯晶体的余辉值。
碘化铯 闪烁晶体 低余辉 光输出 粉料提纯 共掺杂 CsI scintillation crystal low afterglow light output powder purification co-doping
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
研究了不同反射层封装方式和与Si-PM不同耦合方式对Ce∶GAGG和CsI(Tl)闪烁晶体光输出和能量分辨率的影响, 比较了Ce∶GAGG和CsI(Tl)闪烁晶体的透过率和衰减时间。实验结果表明: 通过优化闪烁晶体的反射层材料和耦合方式, 能大幅度提高Ce∶GAGG和CsI(Tl)闪烁晶体的光收集效率; Ce∶GAGG闪烁晶体的光输出、能量分辨率、透过率、衰减时间指标均优于CsI(Tl)闪烁晶体。Ce∶GAGG闪烁晶体使用TiO2反射层材料封装和硅脂耦合, 测试得到137Cs放射源在662 keV最佳能量分辨率为4.89%。
光输出 能量分辨率 透过率 衰减时间 反射层 Ce∶GAGG Ce∶GAGG CsI(Tl) CsI(Tl) light output energy resolution transmittance decay time reflector
山东大学晶体材料国家重点实验室, 济南 250100
闪烁晶体材料一般可用于X射线、γ射线、中子及其他高能粒子的探测。经过100多年的发展, 以闪烁晶体为核心的探测和成像技术已经在核医学、高能物理、安全检查、工业无损探伤、空间物理及核探矿等方面得到了广泛的应用。随着人们对闪烁晶体材料进一步深入的研究和科技的发展, 现今市面上较好的LaBr3∶Ce等卤化物闪烁晶体由于生产成本过高、各向异性及脆性等缺点逐渐不能满足发展的需要, 而钙钛矿型闪烁晶体材料由于其容易被改善的潮解性、低的生产成本、易于调整的生长条件以及良好的闪烁性能, 逐步进入人们的视野。本文从晶体结构、性能、生长方法、发展趋势和应用前景等方面, 着重介绍了ABX3(A+为Cs+, B2+为部分碱土金属离子, X-为非氟卤族元素离子)钙钛矿型闪烁晶体材料和K基钙钛矿结构闪烁晶体材料。最终, 通过掺杂部分稀土元素和改善生长工艺等方法, 即可得到光输出高、能量分辨率好, 且成本较低、可广泛应用于市场的钙钛矿型闪烁晶体。
闪烁晶体 钙钛矿 光输出 能量分辨率 潮解性 生长方法 scintillation crystal perovskite light yield energy resolution deliquescence growth method
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
选择不同厚度的 Ce:GAGG 闪烁晶体 (2, 4, 6, 8, 10 mm), 通过透过率 测试分析自吸收对 Ce: GAGG 闪烁晶体性能的影响, 同时研究晶体表面不同粗糙度、不同封装、不同耦合方式对 Ce: GAGG 闪烁晶体光输出、能量分辨率的影响。实验结果表明通过优化 Ce: GAGG 闪烁晶体样品表面粗糙度、封装反射层和耦合方式, 能大幅度提高 Ce: GAGG 闪烁晶体样品的光输出和能量分辨率。使 用 137Cs 标准放射源, 测试得到 Ce: GAGG 闪烁晶体样品的最佳能量分辨率为 7.0%。15.3cm -0.2cm
材料 Ce:GAGG 闪烁晶体 透过率 光输出 能量分辨率 material Ce:GAGG scintillator crystals transmission light yield energy resolution
1 南开大学物理科学学院, 天津 300071
2 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 201800
随着高重频辐射成像技术的发展和时间飞行技术在核医学成像领域的应 用, 超快闪烁晶体的重要性愈加凸显, 已经成为闪烁晶体研究领域的热点方向。目前获得应用的超快闪烁晶体主要有三类: 芯带价带发光闪烁晶体, 直接带隙半导体, 发光有强热淬灭闪烁晶体。这些闪烁晶体具有 小于 3 ns 的闪烁衰减时间, 已经在高重频辐射成像、高能物理实验以及核物理实验等领域获得应用。但是这些晶体光产额较低、能量分辨率较差, 有些晶体闪烁发光还有慢分量, 这些缺点制约了它们在诸如正电子发射断层扫描等领域的应用。因此需要在发光机制及晶体制备等方面进行创新, 以制备出满足新的应用需求的超快闪烁晶体。
材料 人工晶体 超快闪烁 衰减时间 光输出 materials synthetic crystal ultrafast scintillation decay time light output
本文根据化学组成的特点将非氟卤化物闪烁晶体划分为AX、MX、RX3、AMX3、A2MX4、A4MX6、AM2X5、ARX4、A2RX5、A2A′RX6、A3RX6、A2TX6型等，其中A、M、R和T分别代表+1价、+2价、+3价和+4价的金属元素，X代表除氟以外的卤族元素，A′表示与A不同的+1价金属元素。着重介绍了其中光输出高于40 000 ph/MeV的γ射线探测用闪烁晶体以及光输出高于20 000 ph/MeV的中子和γ射线双探测用闪烁晶体，并对它们的研究现状和发展趋势进行了简要评述。
闪烁晶体 非氟卤化物 光输出 能量分辨率 研究与开发 scintillation crystal non-fluorinated halide light output energy resolution research and development
