刘慧银 1,2,3杨洁 1,*黄畅 2,3唐彬 2,3,**[ ... ]孙志嘉 2,3
作者单位
摘要
1 郑州大学郑州 450001
2 中国科学院高能物理研究所北京 100049
3 散裂中子源科学中心东莞 523803
微小角中子散射谱仪是中国散裂中子源(China spallation neutron source,CSNS)工程目前在建的谱仪之一,为了实现微小角散射模式下中子衍射的精确测量,要求中子探测器的位置分辨≤2 mm、探测效率≥60%@0.4 nm。在此物理精度需求下,研制了基于6LiF/ZnS(Ag)闪烁屏、波移光纤阵列和硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)结构的位置灵敏型闪烁体探测器,以实现热中子的高效率和高分辨实时探测。探测效率测试以标准3He管的入射中子数归一化计算得到,位置分辨通过含有“CSNS”字样的含硼铝板验证。本文详细研究了0.5 mm直径波移光纤的光传输性能,对比了不同硅光电倍增管的增益和热噪声特性,并以此设计了有效面积为300 mm×300 mm的探测器工程样机。经测试,该探测器的位置分辨为1.2 mm×1.2 mm,探测效率为(61.8±0.2)%@0.4 nm,达到了工程设计指标,满足了CSNS工程微小角谱仪的中子衍射测量需求。
闪烁体探测器 硅光电倍增管 波移光纤 位置分辨 探测效率 Neutron scintillator detector Silicon photomultiplier Wavelength shift fiber Position resolution Detection efficiency 
核技术
2024, 47(2): 020401
作者单位
摘要
中山大学光电材料与技术国家重点实验室,中山大学材料学院,广东 深圳 518107
极紫外探测器在电子工业、空间探索、基础科学等领域有着无法替代的作用。本文综述了不同类型极紫外探测器的优势及研究进展,包括气体探测器、闪烁体、微通道板以及半导体极紫外探测器,重点介绍了具有优异抗辐照能力的宽禁带半导体极紫外探测器及其潜在的应用优势。最后,本文展望了极紫外探测器在耐辐照功率监测、高分辨极紫外成像和高抑制比极紫外微光探测等方面的应用前景,并指出了其面临的主要挑战。
探测器 极紫外 闪烁体 气体探测器 宽禁带半导体探测器 
中国激光
2024, 51(7): 0701008
作者单位
摘要
北京工业大学理学部,北京 100124
高能射线探测成像技术在高能物理研究、医疗影像和工业探测等领域具有重要应用。非铅金属卤化物具有毒性低、稳定性良好、发光效率高、Stokes位移大的优点,在X射线间接探测领域表现出重要的应用潜力。本文综述了近年来非铅金属卤化物闪烁体及薄膜成像器件的研究进展,首先介绍了材料组分与发光机理,然后列举了与闪烁体性能相关的关键参数,概述了单晶、粉末与纳米晶材料合成方法,阐述了近些年研究工作中关于提高成像器件分辨率的新颖思路,重点讨论了复合薄膜、陶瓷玻璃、结构化闪烁体等形式的新型闪烁体成像器件。最后,对目前闪烁体探测成像面对的挑战和潜在解决方案进行了总结与展望。
非铅金属卤化物 闪烁体 成像 薄膜 发光 
激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0316005
作者单位
摘要
1 中国科学院上海硅酸盐研究所人工晶体研究中心,上海 201899
2 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室,陕西 西安 710024
X射线闪烁体在医疗诊断、安全检查、工业无损探测等领域应用广泛。近十年来,零维结构有机-无机杂化金属卤化物因具有非潮解、高稳定性、无自吸收、高荧光量子效率等优异的物理性质和发光性能,在X射线成像领域逐渐受到关注并已展现出极大的应用潜力。本文将概述X射线闪烁体的基本探测原理和关键探测性能参数,介绍最具代表性的零维锰基、锡基、锑基和铜基卤化物闪烁体在X射线成像领域的研究进展,并展望此类零维杂化材料的未来发展方向。
零维结构 杂化金属卤化物 无铅卤化物 闪烁体 光致发光 辐照发光 X射线探测 X射线成像 
激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0334001
作者单位
摘要
哈尔滨工程大学 核科学与技术学院哈尔滨 150001
大面积塑料闪烁体广泛运用于辐射监测领域,采用信号过阈检测的方式用作辐射计数器。过阈检测阈值电压的大小影响探测效率和最小可探测活度。射线入射在大面积塑料闪烁体不同位置时,收集端对光子的收集效率不同,存在探测效率一致性差异。根据大面积塑料闪烁体本底能谱和60Co、137Cs源在大面积塑料闪烁体不同位置的能谱,以60Co源数据为例,结合处理电路信号放大关系,确定了合适的阈值电压。结果表明:上述方法确定的阈值电压,大面积塑料闪烁体探测器探测效率一致性较好,远离收集端有较高的探测效率,同时最小可探测活度较低。
塑料闪烁体 阈值电压 探测效率 最小可探测活度 Plastic scintillator Threshold voltage Detector efficiency Minimum detectable activity 
核技术
2023, 46(12): 120403
周诗慧 1,2,4黄河 3万志永 2,3,4陈少佳 2,4,*[ ... ]孙志嘉 2,4
作者单位
摘要
1 郑州大学郑州 450001
2 中国科学院高能物理研究所北京 100049
3 核技术应用教育部工程研究中心 东华理工大学南昌 330013
4 散裂中子源科学中心东莞 523803
能量分辨中子成像谱仪是中国散裂中子源当前在建的谱仪之一,其衍射探测器90°分区采用6LiF/ZnS中子闪烁体探测器作为探测设备。为实现探测器高位置分辨,读出电子学系统采用了一种电容网络复合读出电路和电荷重心法相结合的实现方法,并研制了电子学样机。该样机由电容网络复合读出电路、前置放大板和数字读出板三部分组成,基本功能验证完成后,分别在实验室和中国散裂中子源的20号束线上进行了相关性能参数测试,测试结果显示:电子学的积分非线性≤0.95%,时间分辨约为12 ns;探测器位置分辨为1 mm、探测效率为65%@1.6 ?,均达到了工程设计指标。该样机的成功研制为能量分辨中子成像谱仪未来顺利开展谱仪实验提供了可靠的技术保障。
电容网络 中子闪烁体探测器 硅光电倍增管 电荷重心法 可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA) Capacitive network Neutron scintillator detector Silicon photomultiplier Center-of-gravity of the induced charge distribution Field Programmable Gate Array (FPGA) 
核技术
2023, 46(11): 110401
作者单位
摘要
强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所),西安 710024
闪烁体表面状态将影响其荧光出射强度和空间分辨等闪烁性能, 进而影响辐射探测系统的测试结果。本文通过理论模拟和实验研究等方式, 系统表征了LYSO∶Ce闪烁体被射线激发时在4种表面状态下(双面抛光、仅出射面抛光、仅入射面抛光和双面均不抛光)的荧光强度空间分布, 以及闪烁体厚度对其空间分辨的影响规律。结果表明, 4种状态在法线方向0°的荧光出射相对强度为0.49∶0.64∶0.89∶1, 荧光强度随出射角度增加而逐渐减小。随着表面抛光度的降低, 闪烁体出射荧光空间分布更均匀。闪烁体厚度为0.3、1.0和5.0 mm时, 双面抛光的空间分辨分别为1.70、1.36和1.12 lp/mm, 单面抛光-出射面抛光的空间分辨为1.5、1.2和1.0 lp/mm, 空间分辨随闪烁体厚度增加而降低, 并且双面抛光时空间分辨比单面抛光提升了约12%。
LYSO∶Ce闪烁体 表面状态 荧光强度 空间分辨 厚度 LYSO∶Ce scintillator surface state fluorescence intensity spatial resolution thickness 
人工晶体学报
2023, 52(11): 1946
岳杨 1郭龙超 1刘昊哲 2卜卫芳 1[ ... ]余雪 1,**
作者单位
摘要
1 成都大学 机械工程学院,四川 成都 610106
2 成都理工大学 材料与化学化工学院,四川 成都 610059
3 昆明理工大学 材料科学与工程学院,云南省新材料制备与加工重点实验室,云南 昆明 650093
4 交通运输部南海航海保障中心 北海航标处,广西 北海 536000
采用高温固相法制备了双钙钛矿结构的Ba2LuNbO6xTb3+x = 0.01,0.02,0.05,0.10,0.20)闪烁体材料,并系统地研究了其晶体结构、形貌和X射线激发的光学性能。研究表明,在X射线激发下,Ba2LuNbO6∶Tb3+的发射光谱主要由Tb3+的特征发射组成,其中最强发射峰位于545 nm处。X射线发射(RL)强度随Tb3+浓度的增加逐渐增大,当x= 0.1时发射强度达到最大值。此外,X射线辐照5 min后的热释光(TL)曲线显示该样品存在位于T1(377 K)和T2(460 K)的两个陷阱。其陷阱深度分别为0.754 eV和0.920 eV,这表明该材料具有潜在的X射线信息存储性能。因此,我们可通过加热或者980 nm激光二极管激发,有效诱导读出存储在深陷阱中的载流子,实现高亮度光激励发光(PSL)和热刺激发光(TSL)。基于此,由Ba2LuNbO6∶Tb3+与聚二甲基硅氧烷(PDMS)所制备的柔性闪烁体薄膜,在低X射线剂量辐照下表现出优异的X射线成像分辨率(12.5 lp/mm)以及延时成像特性。以上结果表明,所制备的Ba2LuNbO6∶0.1Tb3+在X射线探测和X射线信息存储方面具有潜在的应用前景。
闪烁体 Tb3+离子 X射线探测 Ba2LuNbO6 scintillators Tb3+ ions X-ray detection Ba2LuNbO6 
发光学报
2023, 44(9): 1597
作者单位
摘要
北京工业大学 材料与制造学部,北京 100124
近年来,有机?无机杂化金属卤化物材料由于其优异的光电性质引起了研究人员的广泛关注。其中低维铜(Ⅰ)基卤化物作为高效发光材料的代表,在照明与显示、辐射探测等领域表现出良好的应用前景。有机无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物的组成和结构丰富多变,给研究人员提供了巨大的研究空间。本文综述了有机?无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物作为发光材料的研究进展,并以[CuXn](X=Cl,Br,I)结构单元及其连接方式为依据,对离子型有机?无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物进行了系统的分类,总结了其组成?结构?性质之间的构效关系。讨论了有机?无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物的发光机制和光物理过程,并重点归纳了用于X射线探测的有机?无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物闪烁体的最新进展。最后,对这一新兴的研究领域做出了展望。
有机-无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物 低维结构 发光材料 闪烁体 organic⁃inorganic hybrid copper(Ⅰ)based halides low⁃dimensional structure luminescent materials scintillators 
发光学报
2023, 44(10): 1705
作者单位
摘要
中国科学院上海硅酸盐研究所人工晶体研究中心,上海 201899
低维有机-无机杂化铜卤化物由于拥有高荧光量子效率、高稳定性和可低成本溶液法制备等优点,近年来在光电和辐射探测等领域展现出巨大应用潜力。本工作通过溶液蒸发法成功制备了零维结构(TPA)CuI2 (TPA=四丙基铵,C12H28N+)闪烁体单晶,并对其光学和X射线闪烁探测性能进行了研究。(TPA)CuI2晶体具有高热稳定性和空气稳定性,在紫外激发下,晶体展现出具有291 nm半高全宽的超宽带白光发射,荧光量子效率为62%;在X射线激发下表现出强辐照发光、低余辉、低检测限,是一种新型高性能X射线探测闪烁体。
X射线闪烁体 有机-无机杂化 卤化亚铜 溶液法 X-ray scintillators organic-inorganic hybrid copper(I) halides solution method 
硅酸盐学报
2023, 51(6): 1390

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