大面积塑料闪烁体_探测技术研究_曹琳

专利名称：一种塑料闪烁体探测器及其封装方法专利类型：发明专利
发明人：潘子文,董靖宇,叶邦角
申请号：CN202010824098.8
申请日：20200817
公开号：CN111983666A
公开日：
20201124
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种塑料闪烁体探测器及其封装方法，塑料闪烁体(粒子探测区域)使用特氟龙胶带包裹而光导(荧光光子传输区域)使用高反射率铝箔包裹的特氟龙‑铝箔混合封装方法，以尽可能优化塑料闪烁体探测器的荧光收集效率，从而提高μSR谱学用塑料闪烁体探测器的能量分辨和时间分辨能力。

本发明优点为具有高的荧光收集效率，高的信噪比，更好的能量分辨和时间分辨能力，封装方式简单，材料成本低廉。

申请人：中国科学技术大学
地址：230026 安徽省合肥市包河区金寨路96号
国籍：CN
代理机构：北京科迪生专利代理有限责任公司
代理人：杨学明
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塑料闪烁体探测器工作原理1. 引言大家好，今天咱们来聊聊一个有趣的科技玩意儿——塑料闪烁体探测器。

这听起来可能像个高科技词汇，其实，它的原理并不复杂。

就像你和朋友一起玩捉迷藏，找到他的时候心里那个小激动，塑料闪烁体探测器也是在“找东西”，而且它找的是微小的粒子，像宇宙中的那些小秘密。

接下来，就让我们揭开这个神秘的面纱吧！2. 什么是塑料闪烁体探测器？2.1 塑料闪烁体的基本概念说到塑料闪烁体，简单来说，它就是一种能发光的塑料材料。

当高能粒子通过它时，就像你在黑暗中一不小心摔了一跤，瞬间产生了“闪光”效果。

这里的“高能粒子”可以是宇宙射线，也可以是其他放射性物质。

它们在塑料中快速移动，就像你在游乐场的过山车上，嗖的一下，刺激又兴奋。

2.2 工作原理那么，这个探测器到底是怎么工作的呢？其实很简单。

首先，当高能粒子撞击塑料闪烁体的时候，塑料中的分子就会激发起来，开始发光。

接着，这些光信号会被探测器内部的光电二极管捕捉到。

可以想象成，咱们的塑料就像是一个舞台，粒子就是台上的演员，而光电二极管就是在台下聚精会神观看表演的观众。

哇，真是个热闹的场面！3. 应用领域3.1 科学研究那么，塑料闪烁体探测器在哪些地方可以派上用场呢？首先，它在科学研究中可是大显身手。

科学家们利用它来探测宇宙中的粒子，寻找暗物质和其他神秘的现象。

就像侦探在解谜一样，他们通过这些微小的光信号，逐步拼凑出宇宙的故事。

这种探测器不仅轻便，还能适应各种环境，真是科研工作者的好帮手。

3.2 医疗领域再说说医疗领域，塑料闪烁体探测器同样有它的一席之地。

它们被用在某些医学成像设备中，比如正电子发射计算机断层扫描（PET）。

听起来复杂，其实就像是在给身体做一次“大扫除”，帮助医生更好地了解身体内部的状况。

这可真是救命稻草，能够提前发现许多问题，让医生和患者都能松一口气。

4. 总结好啦，朋友们，今天咱们简单聊了聊塑料闪烁体探测器的工作原理。

它从科学研究到医疗领域，真是无所不能，简直就像个全能选手。

塑料闪烁体探测器性能比较
王相星;吴代银;卢凌鹏
【期刊名称】《核电子学与探测技术》
【年(卷),期】2022(42)1
【摘要】采用MC模拟了对溶剂BC408、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PS(聚苯乙烯)、乙烯基甲苯、LiME(甲基丙烯酸锂)共5种材质的塑料闪烁体在不同射线能量下的性能参数测试,并将实验数据进行对比,进而选出光产额与探测效率较高的产品.实验结果表明:BC408塑料闪烁体在能量区间为0~0.662 MeV的射线照射下的光产额与探测效率皆比其他4种材质更为稳定,适用性更强.此次试验结果可为使用选取探测器提供参考.
【总页数】5页(P141-145)
【作者】王相星;吴代银;卢凌鹏
【作者单位】成都理工大学工程技术学院;核工业西南物理研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TL812
【相关文献】
1.溴化镧、碘化钠和塑料闪烁探测器性能比较
2.塑料闪烁体探测器成形堆积判别与校正方法
3.塑料闪烁体探测器中子/伽马甄别能力研究
4.深空探测用塑料闪烁体阵列式缪子探测器电子学采集系统设计
5.MC法计算塑料闪烁体探测器阵列反中微子探测效率
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长塑料闪烁体核子料位计的研制干小宇;宓逸舟;冯婷婷;梁城【摘要】介绍了一种基于长塑料闪烁体的核子料位测量系统.根据射线穿过物料后强度衰减的原理,通过测定射线强度的变化确定料位的高度,分析了闪烁探测器的硬件结构,对塑料闪烁体两端以指数规律衰减的计数求加.闪烁探测器采用两端带有光电倍增管的长塑料闪烁体,并通过射随器和滞回比较电路增加探测信号带负载能力、滤除噪声和信号甄别.根据HND-S2塑料闪烁体的性能测试结果,建立探测器两端信号与点状放射源相对位置的关系,通过对其积分运算确定现场线状放射源理想模型来测定料位高度,其测量精度高误差低于1％,可广泛应用于石油、化工、医药等行业中.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2015(028)011【总页数】4页(P51-54)【关键词】料位测量;塑料闪烁体;闪烁探测器;放射源【作者】干小宇;宓逸舟;冯婷婷;梁城【作者单位】合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TL82核子料位计是利用放射源射线与物料的相互作用，探测衰减后的γ 射线强度，依据衰减遵循指数规律来测量料位的一种仪器。

其采用非接触的测量方式，具有反应速度快，稳定性高等优点，特别在高温、高压、强腐蚀等恶劣环境下，具有广阔的应用前景。

本文研制的核子料位计在闪烁探测器上进行了改进，采用长塑料闪烁体。

塑料闪烁体制作简便可加工成各种模型，发光衰减时间短，光传输性好，同时具有耐辐照，性能稳定，耐潮湿、震动、冲击，在8 ～10 年内发光效率无明显变化的优点［1］，这些特性相比常用的NaI(TI)闪烁体在核子料位计［2］上应用具有明显优势。

方案中设计的核子料位计具有测量精度高、稳定性好等特点，可应用于对测量精度要求高的工业环境。

大面积塑料闪烁探测器剂量线性测量及修正作者：黄秋方方丁卫撑杨勇张从华来源：《中国测试》2015年第06期摘要：针对γ射线剂量增大时，大面积塑料闪烁探测器剂量线性会变差这一问题，采用能谱测量方式对塑料闪烁探测器的剂量线性进行修正。

首先在单能辐射场中，探测器通过能谱测量电路在上位机形成辐射场能谱，然后按照能量线性规律算出每道址的权重因子，以标准剂量仪所测剂量率为参考值得到修正公式，接下来对待测辐射场进行能谱采样，根据每道计数和修正公式，得到修正后的总计数率和剂量率，从而对塑料闪烁探测器的剂量线性进行修正。

结果表明：经过修正以后，在137Cs辐射场中剂量测量最大相对误差由-24.32%变为-6.90%，在60Co辐射场中最大相对误差由-72.22%变为-27.78%。

可以看出，经过修正的探测器剂量线性得到很大改善，可为辐射场中γ射线剂量的准确测量提供技术参考。

关键词：塑料闪烁探测器；剂量线性；能谱测量；修正文献标志码：A文章编号：1674-5124（2015）06-0030-040 引言塑料闪烁体是一种用途较为广泛的有机闪烁体，具有发光时间短、光传输性好、稳定、形状及尺寸不受限制、容易制造、成本低、耐辐射性好等特点。

通常采用塑料闪烁体、光电倍增管、分压器配合使用测量γ射线，大面积塑料闪烁探测器可用于大面积γ射线检测装置，核电站、核设施等场所车辆、人员及衣物的γ射线侦检装置，大型工具污染测量、反恐放射性测量及放射性材料探测装置等。

标准IAEA-1312和GB/T 24246——2009《放射性物质与特殊核材料监测系统》都用到了大面积塑料闪烁探测器。

在对大面积塑料闪烁探测器进行测量时，随着所受辐射剂量的变大，其剂量线性会变差。

这不仅会限制探测器的应用范围，也会影响测量结果，因此有必要对其剂量线性进行修正。

然而，国内外对大面积塑料闪烁探测器剂量线性的研究较少，如文献[3]研究了塑料闪烁探测器对中子和γ射线信号脉冲形状的辨别力，文献[4]对光电倍增管坪曲线、探测器效率、电源模块直流输出等进行了测试，但都没提到大面积塑料闪烁探测器的剂量线性问题。

塑料闪烁体荧光收集效率研究最近，许多学者和科学家都在研究塑料闪烁体荧光收集效率，用这一技术可以收集太阳能，促进可再生能源的发展。

因此，对塑料闪烁体荧光收集效率的研究非常重要。

本文将讨论塑料闪烁体荧光收集效率的研究，以便更好的认识这个领域的最新研究成果。

（一）器件的特点塑料闪烁体荧光收集效率研究的基础是塑料闪烁体器件（PFDs）。

PFDs由铝箔和透明基板组成，基板上覆有多层透明介质，介质中间有金属氧化物和荧光染料及其他光吸收剂。

该设备可以接收太阳光辐射并利用广泛使用的太阳能转换材料特性来产生荧光信号。

从结构上讲，太阳能入射面可以是单层或多层结构，金属氧化物/荧光染料的分布也可以是均匀的或非均匀的，这些会影响塑料闪烁体荧光收集效率。

（二）接受特性模型塑料闪烁体荧光收集效率的模型最重要的是要考虑这个效率随太阳光辐照度以及不同太阳能入射面结构的变化，因此需要引入合适的接受特性模型，研究不同的太阳能入射面结构带来的不同接受特性，并结合太阳能探测器的响应特性求出塑料闪烁体荧光收集效率。

（三）高效率处理方法为了进一步提高塑料闪烁体荧光收集效率，除了考虑接受特性模型外，还可以采用多种高效处理方法来改善荧光收集效率。

一种方法就是增加金属氧化物较厚层的分布，另一种方式是利用金属表面着色技术来提高紫外线的反射和吸收率。

另外，还可以利用表面改性技术来改善塑料闪烁体的接受特性，增加太阳能探测器的反应能力。

（四）新型技术随着研究的深入，为了提高塑料闪烁体荧光收集效率，不断推出各种新型技术。

比如混合金属氧化物/荧光染料结构，可以有效的改善入射特性，增加塑料闪烁体荧光收集效率；另外，利用表面自组装技术，可以在基板上形成更多的金属氧化物/荧光染料层，从而提高收集效率；另一种是使用光学纳米结构模型，通过将光学纳米结构和太阳能转换材料结合，可以改善太阳能转化效率，进而提高塑料闪烁体荧光收集效率。

综上所述，塑料闪烁体荧光收集效率的研究对促进可再生能源的发展具有重要意义。

第40卷第2期核电子学与探测技术V〇1.40No.2 2020 年 3 月Nuclear Electronics 8^ Detection Technology Mar.2020大面积塑料闪烁Y放射性探测系统设计杜俊涛\花锋S刘进辉S李亮2%唐联华1(1.西安中核核仪器有限公司，西安710041;2•生态环境部核与辐射安全中心，北京102400)摘要：针对行人全身体表污染监测仪需求，设计了基于塑料闪烁探测器的大面积探测系统。

该系统具有显示、语音提示、数据收发等功能。

探测器系统由探头和数据采集模块组成，控制计算机平台与数据采集模块之间通过485总线完成测量数据采集。

经过测试，该探测系统的辐射性能指标满足设计要求，可应用于全身污染检测仪。

关键词：塑料闪烁7放射性探测系统；数据采集;全身污染检测中图分类号：TP812 文献标志码：文章编号：0258 — 0934(2020)2 —0260 — 05大面积辐射探测系统主要应用于全身污染 监测仪上，其功能是对体表7放射性进行检测。

该系统广泛应用于核电站、后处理等放射性场所。

射线进人闪烁体后转换为可见光，进人光 电倍增管经过倍增后形成电流脉冲，在数据采 集模块端电容对电荷进行积分，电荷数与射线 在塑闪产生的可见光数量成正比，后接一个输 人电阻无穷大的射随器，将电荷脉冲转化为电压脉冲，后面接甄别器，可接人单片机电子电位 器进行阈值调节，最后进行计数，由此判断体表 的放射性污染水平。

1 总体设计大面积辐射探测器系统总体结构示意图如 *收稿日期：2019—10一12基金项目：西安中核核仪器有限公司科研项目资助。

作者简介：杜俊涛（1993—），男，陕西西安人，工学硕士，工程师，主要从事核辐射监测仪器仪表的研发工作。

*通讯作者：李亮（1981—），男，高级工程师，主要从事核安全设备监管及审评工作，E-m ail: liliangfj @126. com。

图i所示。

该系统主要由控制计算机平台与探 测器系统组成，控制计算机平台可外接各种标准p c设备，完成显示、语音提示、数据收发等功能。