LaBr3Ce(5%)闪烁探测器的性能分析.doc

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1、毕业设计（论文）题目LaBr3:Ce(5%)闪烁探测器的性能分析英文题PerformancenanlysisaboutLaBr3:Ce(5%)scintillationdetector学生姓名专业核工程与核技术班级指导教师（教授）二零一一年六月摘要溴化镧晶体探测器是近年来发展起来的一种新型无机闪烁晶体。由于溴化镧晶体具有良好的时间特性，使之可能广泛运用于核物理飞行时间谱学、核医学仪器以及众多核业仪表中。最初生长的LaBr3:Ce3+晶体尺寸较小,最近几年,随着较大尺寸晶体的成功生长,晶体的商业化使用成为现实。LaBr3:Ce溴化镧探测器是一种

2、新型闪烁体探测器，这种新型探测器比NaI(Tl)探测器具有更高的能量分辨率，其能量分辨率接近于CZT探测器，又因其大体积而有高探测效率，在能量为662keV时的能量分辨率为3%左右。关键字：溴化镧探测器；蒙特卡洛方法；γ能谱；闪烁探测器；能量分辨率；晶体尺寸ABSTRACTLaBr3:Ce(5%)scintillationdetectorhasdevelopedanewinorganicscintillatorinrecentyear.SinceLaBr3:Ce(5%)scintillationdetectorwithgoodtimingch

3、aracteristicsmaybewidelyusedtomaketheflighttimespectrumofnuclearphysics,nuclearmedicineequipmentandinstrumentsinanumberofthenuclearindustry.InitialgrowthLaBr3:Ce3crystalssmallerinrecentyears,withthesuccessofthelargersizeofthecrystalgrowth,crystalcommercialusebecomeareality.

4、LaBr3:Cedetectorisanewscintillationdetector,thenewdetectorhasahigherenergyresolutionmorethantheNaI(Tl)detector,theenergyresolutionclosedtotheCZTdetector,butalsobecauseit`slargervolumeandhigherdetectionefficiency,whentheenergyof662keVenergyresolutionofabout3%.Keyword：Lanthan

5、umbromidedetector；MonteCarlomethod；γenergyspectrum；Scintillationdetector；Energyresolution；Crystalsize目录绪论11γ射线与物质的相互作用31.1γ射线与物质相互作用的一般特性31.2光电效应31.3康普顿效应41.4电子对效应51.5γ射线的吸收62闪烁体探测器72.1探测器的分类72.2闪烁探测器72.2.1概述72.2.2闪烁体92.2.3探测效率112.2.4峰总比R(E)的定义及计算原理122.3LaBr3:Ce(5%)探测器性能简介1

6、32.3.1溴化镧探测器能量响应132.3.2溴化镧探测器固有本底谱143蒙特卡洛方法153.1蒙特卡洛方法简介153.2蒙特卡罗方法的基本思想153.3蒙特卡罗方法解决粒子输运问题的一般过程153.4随机数的产生163.5MCNP程序的特点163.6MCNP输入文件183.7MCNP4C程序的F8卡、FT8卡和E8卡194计算模型及结果分析21结论27致谢28参考文献29附录A源程序30附录B实验数据--溴化镧晶体（3英寸）31附录C实验数据—碘化钠晶体（3英寸）33绪论闪烁晶体产生至今，已广泛应用于多个领域，如核物理、高能物理、天体物理、

7、地质勘探、石油测井、核医学成像、工业无损检查等。总体上，衡量闪烁晶体的主要指标有密度、光产额、衰减时间、能量分辨率等几个方面，不同的领域对闪烁晶体的性能要求不尽相同，并随之产生了种类众多的闪烁体材料。闪烁体的种类按其化学性质可以分为两大类：一类是无机晶体闪烁体。通常是含有想、少量杂质（称为“激活剂”）的无机盐晶体，通常用的有碘化钠（铊激活）单晶体，即NaI(Tl);碘化铯（铊激活）单晶体即CsI(Tl)；硫化锌（银激活）多晶体，即ZnS(Ag)等。另一种是玻璃体，如铈激活锂玻璃LiO2.2SiO2(Ce)。此外，近年来还开发了不掺杂质的纯晶体

8、，如溴化镧（LaBr3）；锗酸铋（简称BGO）；钨酸镉（CdWO4，简称CWO）和氟化钡（Ba2）等。另一类是有机闪烁体。它们都是环碳氢化合物，又可分为三种：（1）