微柱状CsI闪烁薄膜热蒸发生长工艺

采用真空热蒸发法在石英玻璃基片上制备了具有特殊微柱状结构的碘化铯闪烁薄膜。运用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和荧光光谱仪分别对碘化铯薄膜的形貌、结构及发光性能等进行了表征与分析。结果表明:在基片温度为260℃、沉积速率为3 nm.s-1时,所生长的碘化铯薄膜具有理想的微柱形貌、沿(110)晶面的择优取向和良好的透射性能;紫外光激发下,发射主峰为438 nm,X射线激发下,发射主峰为315nm,说明短波段发射峰需要的激发能量较高,而长波段发射峰对紫外光激发更为敏感。

微晶柱状CsI(Tl)闪烁薄膜的裂纹形貌研究（英文）

掺铊碘化铯(CsI(Tl))闪烁薄膜因其具有连续致密的微晶柱结构而被广泛应用。该文采用真空热蒸镀方法在单晶硅(Si)衬底和多晶铂硅(Pt/Si)衬底上制备不同厚度的CsI(Tl)薄膜,研究不同衬底上薄膜厚度增加过程中微晶柱结构中出现的裂纹形貌。不同厚度的CsI(Tl)薄膜制备工艺条件相同。通过X射线衍射图谱(XRD)和扫描电子显微照片(SEM)表征CsI(Tl)薄膜的结晶质量和微晶柱结构形貌,研究不同衬底上CsI(Tl)薄膜的微晶柱结构在生长过程中发生的变化。建立CsI(Tl)薄膜的微结构模型研究单晶薄膜中晶面间距对薄膜微晶柱结构的影响。

用于闪烁薄膜探测器灵敏度标定的中子屏蔽体设计

为标定薄膜厚度大于0.1mm的闪烁薄膜探测器灵敏度,采用MCNP程序建模优化设计了适用于在中国原子能科学研究院放射性计量测试部的5SDH-2串列加速器上进行实验的中子屏蔽体。实验表明,该屏蔽体可将偏离通道的中子注量减弱到通道中子注量的十分之一以下,将本底信号抑制在较光电倍增管暗电流略低的水平上,对于薄膜厚度大于0.1mm的探测器,可使其信噪比大于1:1。计算表明,准直孔的散射对探测器测量灵敏度的影响不超过5%。

无机闪烁薄膜的研究进展

综述了无机闪烁薄膜材料的制备与表征、发光与闪烁性质以及当前的发展和应用情况。针对X射线高分辨成像的要求,具有较高有效原子序数和较大密度的无机闪烁材料成为当今研究的热点,重点阐述了溶胶一凝胶法制备这类闪烁薄膜的研究现状,并对其今后的发展进行了展望。

CuBrxI1-x闪烁薄膜的制备和发光性能

为了系统地研究Br的引入对CuBrxI1-x薄膜发光强度和衰减时间的影响,通过气相沉积法在Si片上制备了CuBrxI1-x(0≤x≤1)闪烁薄膜,并测试了薄膜的发光性能和衰减曲线。结果表明,所制备的样品具有良好的CuBrxI1-x(0≤x≤1)固溶体结晶性;相对于长波段的深能级发射,CuBrxI1-x薄膜均表现出较强的光致和X射线激发近带边发射,且发射强度随Br含量的增加而大幅增加,有利于提高闪烁器件的探测效率;不过薄膜的发光衰减时间会随Br含量的增加而变慢(40~300 ps)。本研究工作对于通过选择合适组分的CuBrxI1-x闪烁材料以平衡探测效率和时间响应的测量需求具有重要意义。

闪烁薄膜探测器X/γ射线能量响应研究

为准确评估闪烁薄膜探测器(OSFD)在脉冲裂变中子参数测量中γ射线对测量结果的影响,利用Geant4程序对闪烁薄膜探测器的X(或γ)射线响应进行模拟,结合半经验电子发光效率曲线,获得探测器能量响应理论曲线,利用662keV和1.25MeV的单能γ射线源,以及窄谱剂量标准的48～208keV准单能X射线能点对探测器响应进行刻度。本研究结果为闪烁薄膜探测器结构的改进,以及探测器在宽能谱脉冲X射线场测量中的应用提供了重要依据。

闪烁薄膜探测器n/γ分辨研究

本文研究闪烁薄膜探测器n/γ分辨能力的测量结果偏低于理论值的问题。研究发现,理论计算忽略了探测器入射窗、出射窗及空气等条件,而γ射线与这些物质作用产生的次级电子会在薄膜闪烁体内沉积能量,造成探测器伽玛响应灵敏度增强。根据MCNP程序模拟和真空实验验证,证实对于薄膜闪烁体次级电子的影响不可忽略,并且影响比例随薄膜闪烁体厚度变薄而增大。空气等产生的次级电子的影响是制约闪烁薄膜探测器n/γ分辨能力的主要因素,因此提出高n/γ分辨的闪烁薄膜探测器需设计成真空结构。

ST-401塑料闪烁薄膜的发光性质及其改性研究

通过旋涂法制备了ST-401塑料闪烁薄膜。与塑料闪烁块体相比,薄膜的发射谱中出现了345nm附近的发射带和397nm处肩峰。随着薄膜厚度的减小,325～390nm范围内的激发谱归一化强度逐渐降低。染料POPOP的不同激发态有着不同的猝灭浓度,其中第一激发单重态的猝灭浓度较低。相对于同样厚度的ST-401薄膜,当第二发光物质POPOP在ST-401中浓度达到0.124wt.%时,发射谱在420nm处的荧光强度提高了约74.3%,这样薄膜可以更好地运用在飞行时间(TOF)系统中。

金属卤化物闪烁体薄膜的X射线成像研究进展

X射线成像在核辐射安全、无损检测、安全检查、医学诊断等领域有着广泛需求。然而,传统闪烁单晶受限于高成本耗时工艺、有限体积尺寸以及固有脆性,难以实现高效、灵活的X射线成像。相较而言,基于金属卤化物纳米晶/微晶设计的闪烁体薄膜具有简便制备、大面积尺寸、柔性变形、高效发光等显著优点,在X射线成像应用上展现出巨大潜力。本文详细综述了近几年金属卤化物闪烁体薄膜的X射线成像研究进展,首先以是否单独合成金属卤化物纳米晶/微晶为依据,将金属卤化物闪烁体薄膜制备方法概括分为两类:晶体复合成膜法、原位结晶成膜法,对比分析了两类制备方法的优缺点;其次明晰了金属卤化物晶体的发光机理,对改善闪烁体薄膜发光性能做出指导,并据此总结发光效率提升方法;再次归纳了与金属卤化物闪烁体薄膜X射线成像应用相关的各种性能,主要包括空间分辨率、柔韧性、稳定性和自修复性;最后根据研究现状对闪烁体薄膜进行总结与展望。

闪烁薄膜中子探测器灵敏度Monte Carlo计算

闪烁薄膜探测器的灵敏度和中子/γ分辨能力与闪烁晶体厚度密切相关,合理选择闪烁晶体厚度是探测器设计的关键.该文应用Monte Carlo方法模拟了中子和γ射线与闪烁晶体的相互作用过程,计算研究了晶体厚度对探测器灵敏度及中子/γ分辨能力的影响,给出了0.1～16.0MeV中子和γ射线照射下探测器的相对灵敏度,并结合部分能点的实验室标定数据,得到了探测器灵敏度能量响应曲线和中子/γ分辨率.理论计算的灵敏度能量响应曲线与实验标定趋势基本一致.

薄膜闪烁体发光强度空间分布实验研究

塑料薄膜闪烁体在辐射作用下发射荧光的空间分布对于设计和优化闪烁探测器结构,提高测量的信噪比具有重要意义。利用平均能量为1.25 MeV的60Coγ射线源辐照0.5 mm厚的BC418薄膜闪烁体圆片,使其发射荧光,用光电倍增管测量薄膜发光在空间不同角度方向的相对强度,然后将薄膜侧面涂黑再进行测量,从而得到薄膜侧面的发光分布。实验结果表明,薄膜闪烁体发光在与法线成70°夹角附近有极大值,并验证了理论分析得到的由于在薄膜的表面发生全反射,薄膜闪烁体发射的荧光有较多份额传向边缘而由侧面出射的结论。

退火温度对CsI薄膜闪烁特性的影响

采用热蒸发法在玻璃衬底上沉积CsI薄膜,然后进行不同温度的真空热处理。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对CsI薄膜样品进行分析,测得^(241)Am的脉冲高度谱,通过单光子法测量样品的光产额。结果表明,该CsI薄膜沿(200)晶面择优取向生长。退火温度对CsI薄膜的晶体结构和闪烁性能有很大的影响。CsI薄膜经过250℃退火后,(200)晶面衍射峰明显增强,结晶状态最佳,光产额最高,而退火温度达400%时,薄膜结构发生显著变化,闪烁性能急剧下降。

显微成像荧光屏用无机闪烁单晶薄膜的研究进展

随着第三代同步辐射源的出现,由荧光屏和CCD耦合组成的、具有亚微米级空间分 辨率、快速在线成像功能的探测器在医疗、安检、工业、科研等领域将会得到广泛应用.本文主 要综述了成像荧光屏用材料的概况和发展趋势,重点阐述了闪烁单晶薄膜的研究及发展情况.

闪烁体薄膜在线测量质子束流强度

质子单粒子效应实验研究和质子加速器研究中,质子束流强测量关系着实验结果的可靠性和准确性。法拉第筒、金硅面垒探测器、金刚石探测器等传统探测方法均为拦截式测量,无法实现束流的在线测量。本文用闪烁体薄膜在线监测质子束流强。质子束流穿过薄膜闪烁体,沉积部分能量使其发光,用光电倍增管收集光信号,从而得到束流的强度信息。通过质子与闪烁体材料相互作用的理论计算得到闪烁体材料对质子束流的响应关系。在北大2×6 MeV串列加速器上对3–10 MeV的质子束流进行了实验测量,验证了其响应关系。

ST-401薄膜探测器γ灵敏度实验研究

伽玛灵敏度实验研究是ST-401闪烁薄膜探测器性能研究的一个重要组成部分。本文介绍了闪烁薄膜探测器的基本原理及其结构设计,并且在西北核技术研究所的钴-60标准辐射源上,对一系列薄膜厚度的闪烁薄膜探测器进行了伽玛实验标定,对实验数据的不确定度进行了分析。给出了伽玛射线灵敏度随闪烁薄膜的厚度以及随光电倍增管电压的变化曲线。

Lu_2O_3-SiO_2体系闪烁体材料研究进展

闪烁体材料是一类吸收X-射线或α,β-射线等高能光子后发出可见光的光功能材料,在高能物理、核医学、地质勘探等领域应用广泛。综述了Lu2O3-SiO2体系闪烁体材料的最新研究进展,包括闪烁晶体、闪烁陶瓷、闪烁粉体和闪烁薄膜的研究现状,并对Lu2O3-SiO2体系闪烁体材料的应用和发展进行了总结。

基于LabVIEW的高灵敏静电计控制软件开发

在LabVIEW软件开发平台上实现了对高灵敏静电计的自动控制和信息的同步显示,建立了一套具备电流、电荷数据实时采集、存储和分析功能的控制软件。该软件克服了静电计由等待切换至测量状态后一段时间内测量的数据不准确和传统标定实验精度差的问题。开发的控制软件在闪烁薄膜探测器中子、γ灵敏度标定实验中成功应用,为闪烁薄膜探测器的中子/γ灵敏度的标定精度提供了保障。