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《1003111319-余文文-閃爍晶體》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、中國地質大學（北京）期末考試論文專用課程名稱：人工晶體班號：10031113學號：1003111319姓名：余文文成績：閃爍晶體的研究進展及在不同領域的應用材料科學與工程1003111319余文文許江楓梅樂夫摘要：閃爍晶體是一類在高能射線或紫外光照射下發(fā)出熒光的晶體。本文闡述了閃爍晶體在各高精尖領域的應用以及無機閃爍晶體的分類，具體為鹵化物，鍺（硅）酸鹽，鎢酸鹽及鋁酸鹽。并對閃爍晶體在高能物理等領域的應用和研究進展做了闡述。綜合近年閃爍晶體的研究進展，探討國內外在此領域內研究的優(yōu)勢與不足，同時闡述個人對閃爍晶體發(fā)展前景的見解。關鍵詞：閃爍晶體，應用，鹵化物，
2、鍺（硅）酸鹽，鎢酸鹽，鋁酸鹽1.1引言1948年,Hoftdater發(fā)現(xiàn)的具有優(yōu)良閃爍性能的NaI:Tl開辟了人類應用閃爍晶體的先河。經過近百年的發(fā)展,以閃爍晶體為核心的探測和成像技術已經在核醫(yī)學、高能物理、安全檢查、工業(yè)無損探傷、空間物理及核探礦等方面得到了廣泛的應用。上海硅酸鹽研究所先后為歐洲核子中心大型正負電子對撞機L3探測器和大型強子對撞機(LHC)中的CMS探測器提供了數以萬計的BGO和PWO閃爍晶體產品，奠定了我國無機閃爍晶體的國際地位，閃爍晶體未來研究和應用前景廣闊。1.2閃爍晶體簡介在眾多的晶體中，一類能在X光照射下激發(fā)出熒光來的晶體叫做閃爍
3、晶體，閃爍晶體除了在X光照射下會發(fā)出熒光外，其他像放射性同位素蛻變產生的高能射線如α射線、β射線照射它時也會發(fā)出熒光來，人們利用閃爍晶體的這種特性做成了測量各種射線的探測器，即當高能射線照射到探測器上后，閃爍晶體便發(fā)出熒光，射線愈強，發(fā)出的熒光愈強，這熒光被光電轉換系統(tǒng)接收并轉變成電信號，經過電子線路處理后，便能在指示器上指示出來，因此人們將這種探測器比喻為看得見X光和其他高能射線的"眼睛"。通常應用的閃爍晶體都是用人工方法培育出來的，種類也很多，從化學成分來講有鹵化物(包括碘化物、氟化物)，鍺（硅）酸鹽，鎢酸鹽，鋁酸鹽等。1.2.1鹵化物常見的鹵化物閃爍晶
4、體有NaI:T1，CsI:T1，BaF2，和稀土鹵化物晶體。NaI:Tl晶體具有光產額高，光電轉換效率高，化學性能穩(wěn)定和易生長等優(yōu)點，是綜合性能優(yōu)良的閃爍體。1.2.2鍺（硅）酸鹽鍺酸鉍晶體(Bi4Ge3O12，BGO)密度為7.13g／cm，發(fā)射波長在480nm，易于與光電倍增管匹配，射線吸收系數高，抗輻照能力強，不潮解，是重要的閃爍體。中科院上海硅酸鹽所BGO研究曾獲國家發(fā)明一等獎，是我國晶體產業(yè)走向國際化的里程碑。目前，BGO晶體主要應用于高能物理和核醫(yī)學成像(PET)裝置，西歐核子研究中心(CERN)建造的大型正負電子對撞機的L3電磁量能器中BGO晶
5、體的用量高達12000根(1.5m)。1.2.3鎢酸鹽常用的鎢酸鹽閃爍晶體主要有PbWO，GdWO，CaWO等。由于PbWO(PWO)晶體具有密度高(約8.3g／cm)、短的輻照長度(約0.89cm)和快的衰減時間(90％的發(fā)光衰減時間小于20BS)和價格低廉等特點而被歐洲核子研究中心(CERN)選擇作為大型強子對撞機(LHC)中電磁量能器(ECAL)用的閃爍材料。1.2.4鋁酸鹽鋁酸鹽晶體主要包括LnAlO3(LnAP,畸變的鈣鈦礦結構)和Ln3Al5O12(LnAG,,石榴石結構))(Ln=La，Y，Gd，Lu)兩個體系，研究較多的閃爍晶體為YAG：Ce
6、，LuAP：Ce，GdAP：Ce，YAG：Ce等晶體，YAIO：Ce(YAP：Ce)是1種密度約為5.4g／cm3，不易潮解，化學性能穩(wěn)定和易加工的閃爍晶體，其發(fā)光產額高，約為NaI：T1晶體的40％，是BGO晶體的4倍，衰減時間短，任課教師：許江楓梅樂夫日期：2014年05月30日中國地質大學（北京）期末考試論文專用課程名稱：人工晶體班號：10031113學號：1003111319姓名：余文文成績：一般不大于27ns，比NaI晶體的衰減時間快了1個量級，主發(fā)光峰值在366nm附近，能與一般的光電探測器相配，對的探測效率很高，但由于有效原子序數很小(Z=39
7、)，主要應用于低能探測和軟X射線探測。1.3閃爍晶體的應用閃爍晶體應用廣泛，根據閃爍晶體不同性能參數，以及不同領域對閃爍晶體的要求，我們可以對閃爍晶體進行有針對性的開發(fā)和應用。表1是不同應用對閃爍晶體的要求Table1DifferentrequirementsofinorganicscintillationcrystalfordifferentapplicationsMainapplicationsRequirementsforvariousapplicationsX-CT(medical)a.Highlightoutput；b.Shortdecaytime
8、；c.Lowafterglow;d.Highadso
