Ce∶Mg∶NBW晶体的生长及闪烁性能的研究

Research of Growth and Scintillation Properties of Ce∶Mg∶NBW Crystal

钨酸铋钠 [NaBi(WO4) 2 ,NBW]晶体具有优良的闪烁性能 ,它的衰减时间短 (τ =3ns) ,抗辐照损伤能力强 ( 5× 1 0 7rad) ,辐射长度短 (l=0 .98cm) ,密度大 ( ρ =7.5 8g/cm3 ) ,这有利于仪器的小型化 ,提高仪器的探测效率。在NBW晶体中掺入CeO2 和MgO生长Ce∶Mg∶NBW晶体可以改善NBW晶体的闪烁性能。Ce∶Mg∶NBW晶体的配比 :Na2 CO3 ∶Bi2 O3 ∶WO3 =1∶1∶4(摩尔比 ) ,CeO2 和MgO掺的质量分子数为 1 0 -4 ,CeO2 ,MgO ,Na2 CO3 ,Bi2 O3 和WO3 的纯度皆为 99.99%。合适的温度梯度是生长高质量晶体的重要因素 ,是晶体生长的推动力 ,要求不产生组分过冷 ,晶体生长稳定 ,均匀 ,对称 ,不产生裂纹。由于NBW晶体的密度大 ,在生长过程中易引起液流转换 ,即发生由强迫对流占优势向自然对流占优势的置换 ,在晶体生长过程中产生组分过冷和缺陷 ,消除液流转换 ,需要合适的温度梯度 ,晶体生长速度和晶体的旋转速度 ,以保证平坦的固液界面。我们确定了晶体的轴向温度梯度为 5 0℃ /cm ,晶体生长速度为 1～ 2mm/h ,旋转速度为 30r/min。测试的晶片尺寸为 8mm× 8mm× 5mm ,采用SPEX1 0 0 0M型光谱仪测试晶体的透过率。Ce∶Mg∶NBW晶体的透过率为 75 % ,而纯NBW晶体的透过率为 72 %。发光效率表示闪烁体将所吸收粒子转变?