纯CsI晶体发光特性

测量了用Stockbager方法生长的纯CsI晶体的光学透射、X射线激发的发射谱、能谱特性和衰减时间特性．该晶体有二个闪烁分量，峰值位于310nm的发光分量是快分量（＜40ns），450um处的发光分量是慢分量（～2．4μs）．慢分量的发光强度不稳定，并受晶体中缺陷I-空位的影响较大．文中还给出快、慢发光强度比值91．8％．

自制CsI(Tl)晶体的光输出非均匀性

实验测试了中国科学院近代物理研究所制备的9根大尺寸闪烁晶体样品(40 mm×40 mm×300 mm)的光输出及其非均匀性。使用了多种光反射材料和包装方法对样品进行包装,对其光输出及其非均匀性进行测试。对实验数据进行分析,确定了大尺寸晶体的最佳读出端和包装方法。在测试中,所有CsI(Tl)闪烁晶体样品的光输出非均匀性均好于7%,部分样品可达到2%左右。结合本次实验结果,对影响CsI(Tl)晶体光输出非均匀性的因素进行了简要分析。

非真空坩埚下降法生长CsI(Tl)晶体的闪烁性能

研究了用非真空铂坩埚下降法生长的CsI(Tl)晶体的在紫外和γ射线激发下的光致发光和光衰减特征,探索了CsI(Tl)晶体的发光强度和发光不均匀性与Tl离子含量和分布之间的关系以及改善晶体发光均匀性的措施。并对CsI(Tl)晶体在γ射线辐照下光输出随积分时间和辐照剂量的变化做了分析和讨论。实验表明,用这种方法所生长的CsI(Tl)晶体的发射波长、衰减时间和辐照硬度与其他方法生长的同类晶体相同。

(α、γ)分辨在测量CsI(Tl)晶体固有放射性本底中的应用

描述了通过CAMAC -微机进行数据采集 ,用电荷比较法测量CsI(Tl)晶体的 (α、γ)分辨性能的方法 ;同时利用此方法测量了CsI(Tl)晶体固有放射性含量 ,估算了晶体内2 38U和2 32 Th的含量。

CDEX实验中CsI(Tl)晶体反符合探测器实验测试

CDEX(China Dark matter EXperiment)合作组将在中国锦屏极深地下实验室(CJPL China Jin-Ping deep underground Laboratory)利用极低能阈高纯锗(ULE-HPGe)探测器进行暗物质的直接探测。在地下实验之前,对CsI(Tl)晶体反符合探测器进行了地面的实验研究。主要包括光导的选择,光反射层的选择,CsI(Tl)晶体的高度一致性测试,不同侧面非均匀性的测试,以及所有晶体的测试结果。通过地面实验的前期工作,我们对反符合探测器有了一定认识,为地下实验做了准备。

自制CsI(Tl)晶体的能量测量性能

本文介绍了近代物理研究所自行生长的CsI(Tl)晶体用于γ射线及重离子能量测量的结果。测量662keVγ射线时得到好于10%的能量分辨(采用光电倍增管读出),同时光输出可达到同类型晶体的130%;测量能量为30MeV/u左右的重离子时得到好于2%的能量分辨(采用光二极管读出)。

CsI(Tl)晶体量能器探测单元宇宙射线实验的建立与调试

建立一套CsI(Tl)晶体量能器探测单元的宇宙射线测量系统,用于探测器单元的质量检测,以及发光强度与均匀性测量。本文针对于此实验装置的径迹与定位系统、电子学系统的研究作了较为详尽的说明,并对前期的Monte Carlo研究作了简要介绍。

CsI(Tl)晶体发光均匀性对能量线性和分辨率的影响及修正方法的研究

本文研究了CsI(TL)晶体发光输出不均匀性对能量分辨率以及能量线性的影响,并在假设晶体均匀性已知情况下探讨了修正能量分辨率和线性的可行性。

CsI(Tl)晶体发光不均匀性对能量线性和分辨率的影响

本文通过对3×3和5×5的CsI(Tl)晶体阵列进行蒙托卡罗模拟,得出了CsI(Tl)晶体发光不均匀性对能量线性和能量分辨率的影响.

CsI(Eu)晶体空间生长地面实验

人工晶体在高技术领域具有十分重要的应用.在多组分晶体生长过程中,由于分凝的存在,会导致成分沿晶体生长方向产生变化,从而影响到晶体性能的均匀性,对应用产生不利影响.为研究微重力对多组分晶体分凝的影响,利用天宫二号卫星进行空间晶体生长实验.结合晶体生长特性和天宫二号综合材料实验装置的技术条件,确定以铕掺杂CSI晶体为研究对象.在地面研制阶段,CSI(Eu)晶体样品顺利通过力学环模试验,并在地面实验中生长出质量较高的CSI晶体,样品中存在明显的组分分凝.

CSR外靶实验终端中CsI(Tl)晶体的测试

为测量重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)的外靶实验终端上不同能量的γ射线,一种用于探测γ射线的高能量分辨的探测装置正在中国科学院近代物理研究所建设,该探测器由中国科学院近代物理研究所自行生长的铊激活的碘化铯CsI(Tl)晶体组成。与日本Hamamatsu公司生产的S8664-1010型雪崩光二极管(APD)耦合,测试其光输出的非均匀性和能量分辨,从测试结果给出了所需CsI(Tl)晶体合格的标准。目前已完成该γ探测球计划的六分之一,所提供的晶体合格率达94%以上。

大面积CsI(Tl)闪烁晶体生长的研究

CsI(Tl)晶体密度大 ,发光中心波长长 ,余辉时间短 ,光产额高 ,易于加工 ,是综合性能优良的闪烁体 ,近年来在高能物理、核物理和医学等领域得到广泛应用。大面积高效短余辉透明闪烁转换屏要求晶体能量转换效率高、余辉时间短、透明、发光中心波长位于可见光范围 ,因而CsI(Tl)晶体成为转换屏的首选材料。本实验就是进行满足上述要求的大面积CsI(Tl)闪烁晶体生长的研究。采用坩埚下降法 ,将高纯碘化铯原料进行预处理后 ,掺入一定的TlI粉料生长晶体。针对晶体截面积大 ( 2 0 0mm× 2 0 0mm)的特点 ,设计合理的晶体生长温场 ,通过实验确定了最佳工艺参数。转换屏用闪烁晶体要求密度均匀 ,即对均匀入射的γ光子响应均匀。实验表明 ,TlI的掺入量及其在晶体中的分布是影响晶体这一性能的关键因素。实验确定了TlI的最佳掺入量的范围 ,通过控制生长工艺生长出TlI分布均匀的CsI(Tl)闪烁晶体 ,加工尺寸为 2 0 0mm× 2 0 0mm× 1 0mm。

BESⅢ CsI(Tl)晶体量能器前置放大器相对增益的测量

介绍了BESⅢ CsI(Tl)晶体量能器使用的前置放大器的相对增益和相对噪声水平的测量方法、测量系统及测量结果。

SiPM-CsI(Ti)晶体便携式γ剂量计设计

为解决传统的个人剂量计体积大、功耗高、探测效率低、光电转换效率低等问题,设计了一种基于硅光电倍增管(SiPM)与CsI(Ti)晶体的便携式γ剂量计。实验测试结果表明:该剂量计具有极低功耗和良好的剂量率响应特性,达到设计指标,能够满足使用需求。

对CsI(T1）晶体探测器传统的能量校准方法局限性的研究

文章介绍了CsI(T1)晶体探测器能量刻度的传统方法,并对其局限性进行了研究,发现对大角度范围内的CsI(T1)晶体无法探测到的粒子或是只能探测到某个或某几个产额较高的粒子时,传统方法无法实现对所有粒子进行能量刻度。因此文章的研究具有重要的现实意义,对开创一种新的刻度CsI(T1)晶体探测器能量的方法起到了推动和促进作用。

Φ300mm碘化铯晶体发光非均匀性与生长界面的关系

报道了迄今为止国内首次生长出的最大直径(300 mm)碘化铯CsⅠ(Tl)闪烁晶体,并采用X射线和137Cs所发射的-射线为激发源分别测试了该晶体不同部位的发光强度,分析了这些部位的铊离子浓度,并对发光强度与铊离子浓度及其空间关系进行了讨论,认为该晶体在水平面上的发光不均匀性反映出生长界面具有凸向上的特征,进而提出调节温度场对改善均匀性具有重要作用。

狭长CsI(Tl)闪烁体发光效率的研究

提出了基于狭长CsI（T1）闪烁体和面阵CCD器件，采用光纤和光纤面板进行光耦合及传输，以扇形柬线阵扫描方式实现对X射线探测与成像的工业X—CT系统探测器方案．基此，通过物理分析及数学建模，利用Madab模拟研究了X光能量小于450keV时狭长CsI（T1）闪烁体的发光效率等性能指标．研究结果表明：当光电吸收截面μph和康普顿吸收截面μc分别为0．000313和0．0000295、反射层反射系数R和衬底反射系数Rs分别取0．95和0．8、荧光线性吸收系数σ取0．000222μm^-1时，得到狭长CsI（T1）闪烁晶体的长度l、高度h和宽度ω取值范围分别是926～4512μm、242～5000μm和242～5000μm的结论．在此范围内，既可使闪烁晶体有较好的空间分辨率又可获得最高的发光效率．

熔体对流状态对下降法晶体生长的影响

在CsI系列闪烁晶体的生长过程中 ,随着晶体熔区轴径比增大 ,晶体生长的特性会有所改变。其原因在于液相的对流状态发生了变化 ,而对流状态是决定生长界面形状、杂质分布的关键因素。熔区的轴径比 (即熔区总长度与坩埚直径的比值 )R小於 1时 ,熔区对流状态为冷却截面控制的强制对流状态 ,这时液相可实现完全的体对流。此时对流状态稳定 ,溶质能有效传输 ,对生长有利。但当R值大於 1时 ,液相对流出现分区 ,即分为强制对流区、过渡区、自然对流区。强制对流区受冷却截面控制 ,自然对流区受热源控制 ,而当处于其间的过渡区的范围随R值增大而加长时 ,将明显影响晶体生长。我们以下降法生长的CsI系列晶体为例给予定性描述。如1 0 0mm× 2 0 0mm的晶体 ,生长时熔区总长约 30 0mm ,强制对流区能控制相当于晶体直径范围即 1 0 0mm左右 ,热源控制的自然对流区能控制熔区总长一半左右 ,这样过渡区长约5 0mm ;而1 0 0mm× 45 0mm晶体 ,熔区总长 6 5 0mm ,过渡区长达 2 0 0mm以上。晶体三分之一以上在过渡区内生长。过渡区的对流状态将对晶体总体性能产生至关重要的影响。一般说来 ,过渡区的对流状态多为局部环流 ,并不参与熔区整体对流 ,当晶体生长到这一位置时 ,界面形状不稳定 ,界面掺杂效果差。我们的实验结?

Test of CsI(Tl) Crystal for γ Measurement

Motivated by measuringγ-rays with CsI crystals, the performance of the CsI(Tl) crystal with the shape as shown in Fig. 1 has been tested. The crystal was grown and machined by IMP crystal group. Firstly, different wrapping materials have been investigated. The tested wrapping materials are Teflon, Tyvek (1056D from Dupont) and ESR (from 3M). During the test, the crystal was

CsI探测器余辉性能测试仪关键技术研究与实现

为检测Cs I(Tl)探测器的余辉性能,帮助探测器进行分档,论文通过对余辉测试仪设计过程中的电动缸选型计算、射线屏蔽、电磁兼容设计等关键问题进行分析,自主研发了一台Cs I探测器余辉测试仪。该测试仪快门关断时间≦3ms;可测余辉值的时间范围:5ms^500ms。并能对采集数据进行分析,得到探测器晶体各像素的余辉和平均余辉,及其变化曲线。余辉测试仪的检测结果将为安检整机提供具有数据信息的系列探测板,促进其图像质量更上一层楼。