高密度高载钆闪烁玻璃的闪烁性能和中子探测性能研究

闪烁玻璃可以通过改变玻璃基质成分和掺杂元素来调整其闪烁性能以及理化性质,是一种可适应多种应用场景的多功能闪烁材料。闪烁玻璃具有制备工艺相对简单,成本较低,成型加工性能优良、易于大批量生产和规模化生产等优点,在核辐射探测和高能物理实验中展现了巨大的应用潜力。为了研制满足核辐射探测以及高能物理实验需求的高性能闪烁玻璃材料(即高密度、较高光产额和快衰减),中国科学院高能物理研究所于2021年联合国内多家生产制备闪烁玻璃的高校,科研院所和核探测器研发企业,成立了闪烁玻璃研发合作组,推动高性能闪烁玻璃的研发和应用。本文基于闪烁玻璃合作组近期研发的高密度的高载钆含量的闪烁玻璃样品,探究了其闪烁性能,同时也研究了其对中子的响应,对高载钆闪烁玻璃在核辐射探测,特别是中子探测中的应用进行了初步的探索。研究表明本文测试的玻璃样品的密度能达到6g/cm^(3),光产额大于1000 ph/MeV,且衰减时间接近400 ns。另外玻璃样品能够探测到中子信号,但目前还无法实现有效的中子和伽马事例甄别。