闪烁体瓦片-光纤量能器的辐照损伤研究
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第23卷专辑中国稀土学报2005年12月V01.23Spee.IssueJOURNALOFTHECHINESERAREEARTHSOCIETYDec.2005闪烁材料研究进展李喜坤1’孙,邱关明1’3,丘泰1,刘晶2,修稚萌4,孙旭东4(1.南京工业大学,江苏南京210009;2.沈阳理工大学,辽宁沈阳110168;3.长春理工大学,吉林长春130022;4.东北大学,辽宁沈阳110004)摘要:综述了闪烁材料的研究发展的3个阶段:第一阶段,早期随着伦琴发现X射线出现了闪烁体caWO。
第二阶段,随着光电倍增管的发展和萘的闪烁现象出现Hofstadter研制出铊激发Nal闪烁体。
第三阶段,随着高能物理上精确量热技术和医学成像高的光输出技术需求闪烁材料进入大复兴阶段。
总结了闪烁体的主要性能:透明性、光输出、发光效率、精细的时间分辨率、探测效率和灵敏度、良好的能量分辨能力、X射线阻止本领、衰减速度和余辉、辐照损伤、温度效应、材料的可获得性等。
介绍了几种重要闪烁材料:陶瓷闪烁体、玻璃闪烁体和塑料闪烁体等,指出研制高性能闪烁陶瓷材料来逐步取代目前广泛使用的单晶闪烁材料和玻璃闪烁材料是研究闪烁体目前重要的研究方向。
关键词:闪烁体;闪烁性能;闪烁陶瓷;闪烁玻璃中图分类号:TQl74文献标识码:A文章编号:1000—4343(2005}一0037—09闪烁材料是指能吸收高能粒子或射线发出可见光子的材料。
无机闪烁材料广泛应用于电离辐射探测。
在过去的几十年中,闪烁材料在高能物理热量精确测定和医疗成像领域中增长迅速。
随着锗酸铋(Bi。
Ge,O。
:)闪烁现象的发现,及高密度材料在探测领域的应用,国际上好多研究机构在短短10年之内致力于锗酸铋特性和应用方面的研究,而且锗酸铋被欧洲粒子物理研究所用作L3探测器的闪烁材料。
L3探测器由11400根长22cm、重超过10公吨的锗酸铋晶体组成。
今天锗酸铋却不能满足欧洲粒子学会建造CMS探测器的需要,取而代之的是80,000个25em长的钨酸铅晶体。
闪烁体材料光产额在当今科技发展的日新月异的时代,光产额作为一项重要的科学研究领域备受关注。
而闪烁体材料的研究与应用在光产额领域中具有重要的地位。
闪烁体材料是指在受到激发后能够发出特定光谱的物质。
它们可以通过吸收高能量的粒子或电磁辐射来产生可见光。
这一过程涉及到能级跃迁和光辐射等物理过程。
闪烁体材料的种类较多,常见的有纳米晶体、无机晶体和有机分子晶体等。
闪烁体材料用于光产额的应用非常广泛。
首先,它们被广泛应用于核物理实验中。
当高能粒子通过闪烁体材料时,产生的光信号可以被探测器捕捉到,从而研究粒子的能谱和轨迹。
其次,闪烁体材料还被用于医学成像领域。
例如,正电子发射断层成像(PET)技术就利用闪烁体材料来探测放射性同位素的衰变过程,从而获得患者的体内分布图像。
此外,闪烁体材料还可以应用于辐射防护和物质检测等领域。
光产额是评价闪烁体材料性能的重要指标之一。
它可以衡量材料对入射粒子或辐射的敏感度和响应能力。
在材料的制备和研究中,提高光产额是一个重要的目标。
一方面,提高光产额可以增强闪烁体材料的探测灵敏度,提高实验的准确性。
另一方面,光产额的提高对于医学成像和辐射防护等应用也具有重要意义。
提高闪烁体材料的光产额有多种途径。
一种常见的方法是通过掺杂不同的杂质来改变材料的能级结构,从而提高光发射效率。
另外,优化闪烁体材料的晶体结构和晶格缺陷也是提高光产额的重要手段之一。
此外,研究人员还在探索新型的闪烁体材料,以期获得更高的光产额。
总之,闪烁体材料的光产额在科学研究和实际应用中具有重要的意义。
通过不断提高光产额,可以推动闪烁体材料在核物理、医学成像和辐射防护等领域的应用发展,为人类的科学研究和社会进步做出更大的贡献。
分子动力学研究SiC材料中的辐照损伤过程
何斌;薛建明;邹雪晴;王宇钢
【期刊名称】《北京大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】2009()3
【摘要】利用分子动力学方法模拟了SiC材料的辐照损伤过程,对缺陷的产生规律以及电子能损的影响进行了研究。
模拟中,SiC原子之间的作用势采用Tersoff经验势,入射离子采用了10 keV的Si和200 keV的Au。
在200 keV的Au原子入射的情况下,利用iontrack模型考虑了电子能损的效应。
结果表明电子能损的影响主要体现在级联碰撞过程中移位原子的峰值的增大,对系统稳定后最后的缺陷数量影响不明显,缺陷对个数与核能损仍然保持幂函数的关系。
【总页数】5页(P385-389)
【关键词】分子动力学;电子能损;辐照损伤;SiC
【作者】何斌;薛建明;邹雪晴;王宇钢
【作者单位】北京大学核物理与核技术国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】O4-39
【相关文献】
1.辐照条件下SiC晶界导热性能的分子动力学分析 [J], 王庆宇;王成龙
2.分子动力学模拟4H-SiC辐照下缺陷形成机理 [J], 何涛;何红宇;周媛;朱卫华;陈志勇;王新林
3.SiC/C界面辐照性能的分子动力学研究* [J], 王成龙;王庆宇;张跃;李忠宇;洪兵;苏折;董良
4.6H-SiC辐照点缺陷诱发化学无序的分子动力学分析 [J], 张修瑜;陈晓菲;王浩;郭寻;薛建明
5.6H-SiC辐照条件下缺陷形成过程的分子动力学模拟 [J], 周群颂;何红宇;蒋尚廷;李晔;吴沁懋;陈志勇;朱卫华;王新林
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塑料闪烁体在中子辐照下发光特性的研究
王宝林; 刘凤玲
【期刊名称】《《核技术》》
【年(卷),期】1991(014)009
【摘要】本文叙述了ST-401型塑料闪烁体在14.8MeV中子辐照下发光特性的测量方法和测量装置。
分别测得了不同闪烁体荧光单色能量相对转换系数K_λ和积分能量相对转换系数K;并获得了不同闪烁体的光谱响应曲线和不同闪烁体单色能量亮度与闪烁体厚度的关系曲线。
【总页数】6页(P535-540)
【作者】王宝林; 刘凤玲
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】TL812.1
【相关文献】
1.中子辐照SiC及其退火行为的光致发光特性研究 [J], 黄丽;阮永丰
2.强脉冲软X光辐照薄塑料闪烁体发光特性研究 [J], 宁家敏;蒋世伦;徐荣昆;郭存
3.YVO4∶Eu3+@SiO2下转换发光特性及其太阳电池应用研究 [J], 檀满林;尚旭冉;马清;王晓伟;符冬菊;李冬霜;张维丽;陈建军;张化宇
4.塑料闪烁体在γ射线和中子辐照下发光特性的研究 [J], 王宝林;刘凤玲
5.氮化镓在不同中子辐照环境下的位移损伤模拟研究 [J], 谢飞;臧航;刘方;何欢;廖文龙;黄煜
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第18卷第6期强激光与粒子束V o l.18,N o.6 2006年6月H I G H P OW E R L A S E R A N D P A R T I C L E B E AM S J u n.,2006文章编号:1001-4322(2006)06-0917-05光伏型光电探测器的激光软损伤机制*马丽芹1,陆启生2,鞠博3(1.青岛科技大学数理学院,山东青岛266042;2.国防科学技术大学光电科学与工程学院,长沙410073;3.青岛钢铁集团公司,山东青岛266043)摘要:对激光辐照功率密度高于探测器饱和阈值而低于其破坏阈值(中等功率的激光)时光伏型光电探测器的软损伤进行了理论研究,提出了一种新机制。
当激光辐照功率密度超过探测器的饱和阈值以后,载流子的带间跃迁达到深度饱和,在半导体内产生热载流子且热载流子的温度高于晶格的温度,从而导致了光伏型光电探测器的电压输出信号随着辐照光功率密度的增加而下降直到零压输出的现象。
对激光辐照下光伏型H g C d T e探测器的输出信号进行了模拟计算,结果表明,辐照光功率密度处于一定范围内探测器的输出信号随着辐照光功率密度的增加而逐步下降,甚至接近于零,与实验结果相符合。
关键词:光伏型半导体探测器;软损伤机制;中等功率的激光;热载流子中图分类号:T N249文献标识码:A随着光电子技术的发展,光电探测系统的应用越来越广泛,因而对其敏感元件光电探测器的研究越来越受到重视。
一方面人们在研究如何提高探测器的性能,以便能对极微弱的信号进行探测,另一方面人们在研究探测器对强光信号的响应情况。
到目前为止人们对强激光辐照下各种探测器的光学饱和效应、热效应、破坏阈值、破坏机理等做了大量的工作[1-7],而对最近发现的连续波激光辐照P V型H g C d T e探测器的新实验现象[8-10](即当光照功率密度达到器件饱和阈值以后,随着辐照光功率密度的增加探测器电压输出信号反而下降直到零压输出),还没有成功的理论解释。
辐射探测材料
辐射探测材料是指用于探测和测量各种辐射(如电磁辐射、粒子辐射等)的材料。
它们能够感受到辐射并将其转化为可测量的信号。
常见的辐射探测材料包括:
1. 闪烁体:闪烁体是一种能够在受到辐射激发时发出光闪烁的材料。
当辐射入射到闪烁体中时,其中的原子或分子会被激发到高能级,待其返回基态时会发出光子。
这种光子可以被探测器接收并转化为电信号。
常见的闪烁体材料有银碘化钠、塞西蓝等。
2. 半导体:半导体材料可以通过被辐射粒子的能量在其内部产生电子-空穴对。
这些电子-空穴对可以通过电场分离并收集,
从而产生电信号。
半导体材料具有较快的响应速度和较高的能量分辨率,因此在核辐射探测器中得到广泛应用。
常见的半导体材料有硅、碲化镉等。
3. 闪光纤:闪光纤是一种将辐射转化为可见光信号的光纤材料。
它的核心由闪烁体材料构成,当核心受到辐射激发时会产生光信号,该信号通过纤芯传输到末端,然后被光电探测器接收。
闪光纤具有高时间分辨率和空间分辨率,适用于一些特殊实验和测量需求。
4. 气体:气体探测器中常使用气体充填室作为探测介质。
辐射入射到气体中时,会使气体电离并产生电子和离子。
这些电子
和离子可以通过电场分离并收集,从而产生电信号。
常见的气体探测器包括气体比例计数器、电子倍增器、排气室等。
辐射探测材料的选择取决于探测器的应用场景、辐射类型和能量范围等因素。
不同的材料在响应特性、能量分辨率、响应速度等方面有所差异,需要根据实际需求进行选择。
材料物理学博士辐照损伤方向
材料物理学博士在辐照损伤方向研究的主要内容包括以下几个方面:
1. 辐照损伤机制:研究辐照引起的材料结构和性能变化的原因和机制。
包括辐照引起的晶格缺陷形成、聚束和迁移等过程,以及这些缺陷对材料机械、热学、电学性能的影响。
2. 辐照损伤评估:通过实验和模拟方法,对材料辐照损伤进行定量评估。
包括使用辐射源对材料进行辐照实验,通过材料性能测试和微观结构表征等手段,评估材料的辐照损伤程度。
3. 辐照损伤修复和强化:研究通过不同方式修复辐照损伤,提高材料抗辐照损伤能力的方法。
包括引入强健的核材料、控制辐射源和辐照参数等。
4. 辐照损伤模拟:通过计算机模拟方法,对材料在辐射环境中的行为进行模拟和预测。
可以预测材料在不同辐射剂量下的损伤程度,以及在不同辐射条件下材料的寿命。
5. 辐照损伤的应用和应对:研究辐照损伤在材料、核能和其他领域的应用,探索材料抗辐射性能的提高方法。
并提出新的材料设计和工程方法,以降低材料在辐照环境中的损伤。
综上所述,材料物理学博士在辐照损伤方向的研究涉及辐照损伤机制、评估、修复和强化、模拟以及应用等方面。
这些研究
对于提高材料抗辐射性能、应对核能领域的挑战以及推动材料科学的发展具有重要意义。