-核辐射探测器的最新进展

《-核辐射探测器的最新进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4讲核辐射探测器的最新进展汲长松中核（北京）核仪器厂2009年11月核辐射探测器的发展是核技术进展的标志之一，一个国家核辐射探测器的研制与制作水平，也是该国核技术水平高低的重要标志之一。核辐射探测器的发展与核探测技术的发展同步，经历了由计数，测谱，到图像显示的发展历程。对核辐射探测器的发展要求是：辐射转换效率高、高探测器效率、快时间、高（脉冲幅度、能量）分辨率以及大体积，组成阵列等。生产工艺、探测器使用环境条件与价格最近十几年来，研制成功多种新型核辐射探测器，部分新品种已经形成为商品而逐渐被市场接受；部分探测器已经被淘汰或被逐步取代；部分“老”探测器被重新认识而得以“重用”。1.新型核辐射

2、探测器1.1LaCl3(Ce)与LaBr3(Ce)LaCl3(Ce)是用铈(Ce)激活的氯化镧晶体。LaBr3(Ce)是用铈(Ce)激活的溴化镧晶体。它们都近几年研制成功的镧系元素新型γ闪烁体。其中，特别是LaBr3(Ce)，其对γ与X射线的高阻止本领；快闪烁时间；极高的能量分辨率以及稳定的温度特性，使其应用前景诱人。LaCl3(Ce)与LaBr3(Ce)最突出的特点是高能量分辨率。对137Csγ的光电峰分辨率分别为3.9%与2.8%。.其次是快闪烁时间与高光输出。有人预言LaBr3(Ce)将是NaI(Tl)的升级换代的高性能探测器LaCl3（Ce）LaBr3(Ce)闪烁体主要技术数据LaC

3、l3（Ce）LaBr3(Ce)密度，g/cm3：3.705.29潮解性：是是最强发射波长，nm：350~430380折射率(最强发射波长)：1.9~1.9闪烁衰减时间，ns：16快成分28慢成分220光输出，光子/keV：4963能量分辨率(662keV，典型)，%：3.92.8图1LaBr3(Ce)闪烁体BriLanCe380的发射谱及双碱光电倍增管不同光窗的量子效率B—硼硅玻璃；W—透紫玻璃；Q石英玻璃1.2CdZnTe/CdTe二十多年的探索与对比而最后胜出的化合物半导体探测器。决定性的优点：半导体探测器的极高能量分辨率，可在室温下很好地工作CdTe/CdZnTe（20％ZnTe，80

4、％CdTe）晶体的原子序数高、禁带能宽大、电阻率高，非常适合探测能量(10～500)keV的光子，目前的生产工艺可制备体积为(1～2)cm3的CdZnTe/CdTe单晶，探测能量达到1MeV以上在X射线、γ射线能谱测量方面具有广泛应用前景。CdZnTe/CdTe晶体性能接近CdZnTe和CdTe晶体的基本特性半导体种类CdTeCdZnTe原子序数48.5248.30.52禁带宽度，eV1.441.6电阻率，Ω·cm约109（1～5）×1010（μτ）e，103cm2/V（0.1～2）（0.8～9）（μτ）h，105cm2/V1～100.1～1密度，g/cm35.855.81为了充分应用塑料闪

5、烁探测器的大体积、易成型与价格低，以及可大批量生产等优势，近些年来已研制成功多种掺杂塑料闪烁体，用于满足诸如中微子、慢中子与γ探测等特殊需求1.3掺杂塑料闪烁体1.3.1含钆(Gd)塑料闪烁体特性Gd质量份额，％0123密度，g/cm31.1721.1821.1951.204折射系数1.4801.4751.4561.457Gd原子数，×1022/cm300.00470.00950.0143H原子数，×1022/cm35.415.395.385.35C原子数，×1022/cm33.823.733.643.53最强发射波长，nm424424425425透度(λmax)，％82.880.778.2

6、75.2光输出，％100796251热中子(E≤0.5eV)探测器效率0910.512.51.3.2含铅(Pb)塑料闪烁体塑料闪烁体(含铅10%)性能指标密度,g/cm3：1.12光产额，光子/MeV：5000闪烁衰减时间，ns：2能量分辨率（662keV），%：30时间分辨(FWHM),ps：1000潮解性：不光电子产额：250[1.511keV能量沉积;2.50%光收集效率;3.20%量子---光电子转换效率]1.3.3含氘(D)塑料闪烁体[191]在塑料闪烁体中，用氘取代氢而制成的塑料闪烁体。a中微子ν与氢核的(ν,H)反应，伴随很强的本底。而(ν,D)反应中没有这一本底。b快中子与含

7、H物质作用,反冲质子能量分布为以中子最大能量为上限的等几率分布。而快中子与含D物质作用,反冲质子能量分布中出现峰，这可以用于本底甄别，有效探测快中子。1.4Gd2(SiO4)O:Ce与Lu2(SiO4)O:CeGd2SiO5:Ce是过氧正硅酸钆(铈)，简记作GSO，或GSO:Ce。Lu2SiO5:Ce过氧正硅酸镥(铈)，简记作LSO，或LSO:Ce。GSO:Ce闪烁体最早于1983年，由Takagi和Fuka