閃爍晶體LaBr3-Ce的輻照損傷研究.pdf

1、閃爍晶體LaBr3:Ce自從2001年被代爾夫特理工大學(xué)發(fā)現(xiàn)以來(lái),其優(yōu)異的閃爍性能引起了世人的普遍關(guān)注。該晶體具有較高的光輸出、較低的衰減時(shí)間以及優(yōu)異的能量分辨率,這些閃爍性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于市場(chǎng)上廣泛被使用的NaI:Tl晶體,接近無(wú)機(jī)閃爍晶體能量分辨率的極限值等優(yōu)異的閃爍性能。而且其良好的時(shí)間特性使之可能廣泛運(yùn)用于核物理飛行時(shí)間譜學(xué)、核醫(yī)學(xué)儀器以及眾多核工業(yè)儀表中。
　　所有閃爍晶體的用途正是基于對(duì)輻照的測(cè)量,而輻照則不可避免地造成晶

2、體損傷,所以閃爍晶體的輻照損傷,也就是晶體的抗輻照硬度也是非常重要的,但目前國(guó)際上對(duì)LaBr3:Ce晶體輻照損傷的研究卻很少。
　　本文主要研究的是閃爍晶體LaBr3:Ce的輻照損傷,通過(guò)對(duì)晶體進(jìn)行不同劑量的輻照,測(cè)試輻照前后閃爍晶體LaBr3:Ce的光學(xué)性能,如光輸出和能量分辨率等。還討論了閃爍晶體LaBr3:Ce的輻照恢復(fù)和輻照誘導(dǎo)色心,同時(shí)還討論了在輻照前后,閃爍晶體LaBr3:Ce的光輸出和能量分辨率的變化。本論文的主要研

3、究成果如下:
　　(1)晶體的輻照損傷與輻照的劑量率無(wú)關(guān)。通過(guò)測(cè)試輻照后60天內(nèi)的光輸出,來(lái)研究LaBr3:Ce晶體輻照后在室溫下閃爍性能的恢復(fù)。在2000rad輻照之后的60天里,閃爍晶體 LaBr3:Ce在室溫下幾乎觀察不到明顯的恢復(fù),這說(shuō)明了LaBr3:Ce晶體的輻照損傷與輻照的劑量率無(wú)關(guān)。LaBr3:Ce晶體色心的自發(fā)恢復(fù)可以忽略,因此在研究輻照損傷時(shí),就不需要考慮輻照劑量率的影響。
　　(2)在累計(jì)接受106rad

4、輻照之后,測(cè)試了閃爍晶體 LaBr3:Ce的光輸出和能量分辨率。發(fā)現(xiàn)輻照損傷嚴(yán)重的晶體光輸出下降了49.7％,能量分辨率上升了15.9%。
　　(3)通過(guò)測(cè)試不同輻照劑量下的透過(guò)率,來(lái)研究閃爍晶體 LaBr3:Ce所產(chǎn)生輻照誘導(dǎo)色心。透過(guò)率隨著輻照劑量的增加而下降,這個(gè)結(jié)果與國(guó)外的不同。使用多峰擬合處理數(shù)據(jù)之后,得出LaBr3:Ce閃爍晶體輻照后晶體內(nèi)部產(chǎn)生色心的相對(duì)位置,發(fā)現(xiàn)晶體在448nm、510nm和590nm這三個(gè)位置出現(xiàn)