不同X射线管电压下CsI和CsI(Tl)晶体的X射线辐照致发光

在室温（290 K）和低温（25 K）下,测量了从11-40 kV的一系列管电压下X射线激发纯CsI和CsI（Tl）晶体的辐照致发光（RL）谱。结果表明：在固定温度下,管电压变化后,305 nm和340 nm的本征发光带和580 nm的非本征发光带的形状结构均不发生变化,只是其强度发生变化。对所测得的各发光带强度随管电压的变化关系用抛物线模型进行了拟合分析,得到了较好的结果。同时还发现纯CsI和CsI（Tl）晶体中所有本征RL发光带强度与X射线强度基本上成正比关系,而当管电压增加时,CsI（Tl）晶体中非本征发光带强度的增加速度慢于本征发光带。分析认为,290 K时这可能与样品中另一个位于400 nm左右的发光带有关;而在25 K时则可能和H心与VK心的竞争有关。

Tb^(3+)掺杂锂铝硅酸盐玻璃的光致发光和辐照致发光

采用熔融-淬冷法制备了Tb^(3+)掺杂锂铝硅酸盐闪烁玻璃,用紫外激发光谱、发射光谱及荧光寿命表征了光致发光性能,用X射线和阴极射线激发测试了辐射致发光性能。研究结果表明:低Tb^(3+)掺杂浓度时,随着其浓度增大,Tb^(3+)间的交叉弛豫增加导致了^(5)D_(3)→^(7)F_(j)跃迁的能量逐渐向^(5)D_(4)→^(7)F_(j)迁移转变,^(5)D 3激发态的荧光寿命和发射强度均明显下降,^(5)D 4^(7)F_(j)发射强度逐渐增大。较高Tb^(3+)浓度时,其浓度继续增加会提升非辐射比例,是荧光寿命降低和荧光猝灭的最主要原因。比较光致发光和辐照致发光性能,发现随着激发源的能量上升,会增加激发态^(5)D_(3)能级向^(5)D_(4)能级的能量转移,同时,由于玻璃的密度低会导致辐照致发光效率随激发源的能量上升而下降。

展陈照明光源光谱对光敏文物的辐照损伤研究

展陈照明中的光辐照会对光敏文物材料造成褪色、老化等辐照损伤,尤其对字画、染色丝绸、彩绘陶器等颜色非常丰富的光敏性文物损伤巨大,不利文物安全。国内外展陈照明标准为减少对文物的辐照损伤,严格控制照明标准水平,如光敏文物的照度仅50lx,不利于观众更加细致的欣赏这类文物。随着半导体固态光源Light emitting diode (LED)技术的发展,其光谱中不含对文物损伤最大的紫外和红外波段,与传统光源相比具有天然优势,能够实现在相同照度条件下对文物产生更小的伤害。并使得在不增加对文物损伤的前提下,提高照明环境亮度从而改善照明环境水平成为可能。然而,即使仅有可见光光谱,可见光光子能量仍会对材料造成不可逆的损伤。而LED光源光谱多样,甚至有较大差异,在LED光源大规模进入文物展陈照明领域时,如何科学指导博物馆文物照明光源的研发与应用,是改善文物展陈照明环境的关键问题。该研究对常见光敏文物材料进行可见光连续辐照下表面颜色属性变化的测量研究,通过制备常用的国画颜料和植物染料样品(国画颜料主要有硃磦、赭石、三青、花青、胭脂、炭黑、曙红、酞青蓝;植物染料主要有茜草、黄檗、栀子、靛蓝、槐米、苏木、紫草),利用不同波长单色光和不同色温复合光的LED作为光源,对样品进行大剂量连续辐照实验。辐照过程中,定期测量材料表面颜色的色度学参数L~*, a~*, b~*,以CIE 1976 L~*a~*b~*均匀色空间色差计算方法,求算出不同光谱的LED光源辐照后样品的色差变化。再分别从辐射度学和光度学出发,对比分析具有不同光谱的LED光源对国画颜料和植物染料的长期辐照影响。实验结果表明:不论从辐射度学还是光度学角度分析,相同辐照剂量或曝光量照射后,单色光中短波长的蓝光辐照导致样品的色差最大,绿光次之,红光最小;而在复合光中,高色温LED光源由于蓝光占比较大,对样品的辐照影响明显高于低色温LED光源;目前利用光照度对博物馆照明环境进行评价时,由于蓝光对应的人眼视见函数数值较低,与辐射照度评价相比,蓝光辐照对文物的影响会被进一步低估;相同光照条件下,植物染料的老化程度总体高于国画颜料;黄色系的植物染料(黄檗、槐米)和红色系的国画颜料(硃砂、曙红)在光照过程中更易老化。因此,博物馆展陈照明的LED光源应严格控制蓝光成分,采用低色温的光源更有助于对文物的保护。在今后制定文物展陈照明标准时,应对光源的蓝光占比进行限制。此外,对于黄色系、红色系等光敏文物进行照明时,相应的展陈照明标准应更为严格。该研究对于LED光源在博物馆照明更加合理的研发与应用,以及未来博物馆展陈照明标准改进及照明条件改善具有重要指导意义。

GdAlO_(3)∶Tb^(3+)-Al_(2)O_(3)有序共晶生长及其微结构研究

两相有序共晶材料由于具有不同折射率的两晶相呈现有序排列,可降低荧光在共晶材料内部的散射而实现导光功能,可被应用于高分辨探测成像器件中。本工作根据定向凝固原理,用微下降法生长技术制备得到了直径为3 mm的GdAlO_(3)∶Tb^(3+)-Al_(2)O_(3)两相有序共晶。通过SEM和元素分析,探究了GdAlO_(3)∶Tb^(3+)-Al_(2)O_(3)共晶内部的微结构,结果显示,所得共晶中GdAlO_(3)∶Tb^(3+)晶相均匀有序地分布于基质Al 2 O 3晶相中,GdAlO_(3)∶Tb^(3+)晶相直径的大小受生长速率的影响,速率越快,直径越小。所制备得到的GdAlO_(3)∶Tb^(3+)-Al_(2)O_(3)有序共晶在X射线辐照下发射出明亮的绿色荧光,并在GdAlO_(3)∶Tb^(3+)晶相中定向传播,有望被用作X射线探测成像材料,提高探测器的空间分辨率。

IMPROVEMENT IN PREPARATION OF LiF TLD AND OPTIMIZATION OF MEASUREMENT PARAMETERS

The technological process for prepaxation of LiF TLD is reported. Sixteen types of TLD of LiF:Mg,Ti and LiF:Mg,Cu,P series are produced for dosimetry of X, γradiations and in neutron-γmixed radiation field. The measurement parameters have been optimizationally selected by factors of parameter evaluation (P) and orthogonal method, and the procedure of quality control is recommended.

X射线成像用零维无铅杂化卤化物闪烁体研究进展(特邀)

X射线闪烁体在医疗诊断、安全检查、工业无损探测等领域应用广泛。近十年来,零维结构有机-无机杂化金属卤化物因具有非潮解、高稳定性、无自吸收、高荧光量子效率等优异的物理性质和发光性能,在X射线成像领域逐渐受到关注并已展现出极大的应用潜力。本文将概述X射线闪烁体的基本探测原理和关键探测性能参数,介绍最具代表性的零维锰基、锡基、锑基和铜基卤化物闪烁体在X射线成像领域的研究进展,并展望此类零维杂化材料的未来发展方向。