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1、长春理工大学科研训练报告材料科学与工程学院0806H2一班姓名时间地点指导教师刘全生目的：通过科研训练，让没有科研经验的本科生走进实验室初步接触科研，按照“分配科研训练题目f题目初步了解一广泛搜索文献资料一文献综述一拟定实验思路一撰写科研训练报告，谈体会和心得”的流程，独立思考、独立设计方案、独立实验，培养学生理论联系实际、独立自主发现问题和解决问题的能力。主要内容：1.学会使用网络工具查阅资料，以“闪烁晶体”为关键词进行资料的查询;2.对查得的资料进行分类整理、研读；3.写出闪烁晶体的研究进展4.撰写科研训练报告。指导教师评语:成绩评定签字年月日闪烁晶体的研究进展1、
2、闪烁晶体的性能当高能射线(如X射线,Y射线)或其它放射性粒子通过某些晶体时，因射线或粒子的激发，该类晶体会发出荧光脉冲(闪烁光)，具有这种性质的晶体称为闪烁晶体。闪烁晶体一般对自己发出的荧光是透明的，因而如果将闪烁晶体与光接收器件如CCD成像板或光电倍增管耦合，便可制成晶体闪烁探测计数器。闪烁晶体可用于X射线、丫射线、屮子及其他高能粒子的探测，经过100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⑴。根据应用领域的不同对闪烁体的要求也不尽相同，但一般情况下闪烁晶体应具备下列特性：密度较大
3、，对带电粒子阻止本领大，对射线有很高的吸收系数、发光效率高、发光强度与入射线的能量有良好的线性关系、荧光衰减快、光学均匀性好以及对产生的荧光透明性好等，在中子探测屮还要求含有对屮子敏感的元素等。常用的闪烁晶体有：碘化钠(NaI:Tl),碘化^(CsI:Tl),氟化顿(BaF2),错酸钮(Bi4Ge3OI2),^酸铅(PbWOJ,铝酸色YAlC)3：Ce)等。表1列出了部分闪烁晶体及表1部分闪烁晶体及其主要性能参数密度熔点/°c发射波长/nmLY/Photo・(衰减时间/ns晶体/g•cm'3MeV'1)NalTl3.6765141040000230BaF24.89135
4、4220/31010400-118000.6/620Bi4Ge30i27」310504809000300B14Si5O
5、26.8010304801800100PbWO48.281123420/490/52022010CdWO47.912895002800003/17YSO:Ce4.5419804201000037GSO:Ce6.711950450800060/600LSO:Ce7.4120504202500040/>2000LuAP:Ce8.34196003652050018YAP:Ce5.3718753652010024其主要性能参数。随着分子医学成像技术、高能物理工
6、程以及各种极端条件下射线探测技术的发展,寻找和研究具有高阻挡射线本领、高发光效率、高分辨率、高响应速度和高耐辐射的新型闪烁体的研究正方兴未艾，如Tm:K2NaLuF6r21,Lux(RE3+)!_xAlO3:Ce[3],Li6Gd(BO3)3[4W晶体，都具有优良的闪烁性能，在正电子湮灭成像PET等核医学、中子探测和核物理领域有潜在应用。本文主要从不同闪烁晶体组成类型出发，分别简要介绍了近年来卤化物、错(硅)酸盐、餌酸盐、硼(磷)酸盐等闪烁晶体的研究进展和应用以及新型闪烁晶体的生长和性能研究。2、闪烁晶体的研究进展2.1卤化物常见的卤化物闪烁晶体有NaI:Tl,CsI:
7、Tl,BaF2和稀土卤化物晶体oNaI:Tl晶体具有光产额高，光电转换效率高，化学性能稳定和易生长等优点，是综合性能优良的闪烁体⑹，自1948年问世以来，一直是探测X射线、Y射线和a射线最重要的闪烁体，己广泛应用于石油勘测、环境监测、核医学、高能物理和工业CT等领域,但由于其易潮解、辐照长度较短、阻止射线能力稍差等缺点，在高能物理领域逐渐被错酸^(Bi4Ge3O12)晶体取代。近年来NaI:Tl晶体在瞬发Y射线中子活化分析(PGNAA)装置中也取得了广泛应用⑺。CsI:Tl晶体虽然衰减时间较长(约1000ns),但具有非常高的光输出，•且发射波长为560nm左右,与半导
8、体光电二极管匹配很好，可以应用于安全检查、中微子探测、元素分析、核技术和高能物理领域，己被日木高能物理研究所(KEK)和美国的斯坦福线性加速器中心(SLAC)选作为电磁量能器的探测器,我国北京的正负电子对撞机(BEPC)进行升级改造也选用了CsI:Tl晶体叫BaF?晶体具有从真空紫外至红外的高透光能力，由于BaF?晶体的半导体发光机理,其发光衰减时间很短,3个发光峰(195,220,310nm)对应的衰减时间分别为0.87,0.88,600ns,是迄今为止衰减速度最快的闪烁晶体,因而成为材料科学、高能粒子物理和医学应用中进行正电子湮灭研究
