基于TracePro的三维微结构同位素光源仿真研究

为了进一步提高同位素光源的光输出和辐光转换效率,采用Tracepro对同位素光源的三维微结构进行了设计及光学仿真,得到了三维微结构的形状、排列数量等因素对发光层辐照度分布、光线轨迹的影响。结果表明,随着三维微结构阵列数的增加,相互之间影响先增强后逐渐减弱,辐照度逐渐趋向于饱和,说明三维纳米柱发光柱之间并不是简单的堆叠,而是起到相互增强的作用,从而提高了辐照度。在同位素光源的有限空间范围内,辐照均匀性近似呈现于正方形等高分布,且光强在整个光源空间范围的均匀对称分布。

动态激光封割气态放射性同位素光源的多物理场耦合仿真研究

动态激光封割气态放射性同位素光源涉及传热、熔化、流动、汽化、固化、旋转等复杂动态物理过程,物理过程之间相互影响,且受到较多工艺参数的影响,必须采用多物理场耦合仿真方法进行研究。采用COMSOL Multiphysics,建立数学模型,开展动态激光封割工艺过程仿真,考察高硼硅玻璃管壳转速、激光功率对温度分布、熔池形貌的影响。研究发现:玻璃管壳转速越快,熔池区域越小,封割所需时间越长;气态放射性同位素光源玻璃管壳被辐照区域最高温度约为1600℃;当激光功率为15 W、玻璃管壳转速为400 r/min时,封割时间约为0.65 s。将模拟结果与热成像设备试验结果相对比,结果基本符合实际情况,且被辐照区域的温度分布近似呈高斯分布,与工艺过程仿真采用的激光热源分布假设相一致。

四苯乙烯-三苯胺衍生物的合成、聚集荧光增强特性及其在辐致发光中的应用

传统的同位素光源(RLS)中多采用无机材料ZnS:Cu为荧光粉,其转换效率较低,限制了同位素光源的进一步应用。为了解决传统同位素光源辐光转换效率低的问题,采用聚集诱导发光(AIE)材料作为同位素光源的新型荧光材料,设计并合成了新型AIE分子四苯乙烯-三苯胺衍生物TPE-TPAO和TPE-2TPAO,通过理论计算分析两种材料的辐光转换效率,并通过扫描电子显微镜的阴极射线模拟氚放射源,测试不同电压下材料的发光性能。结果表明,TPE-TPAO和TPE-2TPAO具有典型的AIE行为,其固态绝对量子产率分别高达95.5%和74.9%。TPE-TPAO和TPE-2TPAO的理论辐光转换效率分别为28%和21%。阴极射线下,两种材料的发光强度均随着加速电压的增加而增加,同时其发光强度还与材料的发光效率和粒径相关。