傻大方摘要：【工程|核工程与核技术毕业设计（论文）LaBr3Ce(5%)闪烁探测器的性能分析( 二 )|核技术|毕业设计|论文|LaBr3Ce】而且其良好的时间特性 ， 使之可能广泛运用于核物理飞行时间谱学、核医学仪器以及众多核业仪表中 。 最初生长的LaBr3:Ce3+晶体尺寸较小,最近几年,随着...
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而且其良好的时间特性 ， 使之可能广泛运用于核物理飞行时间谱学、核医学仪器以及众多核业仪表中 。
最初生长的LaBr3:Ce3+晶体尺寸较小,最近几年,随着较大尺寸晶体的成功生长,晶体的商业化使用成为现实 。
本文中将涉及到两种闪烁晶体：NaI(TI)晶体和LaBr3:Ce晶体 。
NaI(TI)晶体密度较大（） ， 而且高原子序数的碘（ 。
10、Z=53）占重量的85% ， 所以对射线探测效率特别高 ， 同时相对发光效率大 。
发射光谱最强波长为415nm左右 ， 测量射线时能量分辨率是闪烁体中较好的一种 。
LaBr3:Ce溴化镧探测器是近年来出现的新型闪烁体探测器 ， 这种新型探测器比NaI(Tl)探测器具有更高的能量分辨率 ， 其能量分辨率接近于CZT 探测器 ， 又因其大体积而有高探测效率 ， 在能量为662keV时的能量分辨率大约为3% 。
在探测高能量射线时效率更高 ， 该探测器还具有其它优点 ， 比如高闪烁光输出同时短衰减时间 。
由于其良好的性能和易用性 ， 使得LaBr3探测器在很多领域得到快速的应用 。
表1列出了LaBr3:Ce(5%)闪烁体与NaI(Tl)闪烁体的特性比 。
11、较 。
表1 LaBr3:Ce(5%)与NaI(Tl)闪烁体的性能比较性能参数LaBr3:Ce(5%)NaI(Tl)密度(g/cm3)5.293.67闪烁衰减时间(ns)16250光输出(光子/MeV)63,00038,000有效原子序数48.350能量分辨率(662keV) m0c2） ， 靶物质原子序数小时 ， 这种相干散射与康普顿散射相比 ， 可以忽略 。
（2）光致核反应 大于一定能量的光子与物质原子的原子核作用 ， 能发射出粒子 。
这种相互作用的大小与其它效应相比是很小的 ， 所以可以忽略不计 。
（3）核共振反应 入射光子把原子核激发到激发态 ， 然后退激时再放出光子 。
1.2 光电效应光子与靶物质的束缚电子作用时 ， 光子 。
12、把全部能量转移给某个束缚电子 ， 使之发射出去 ， 而光子本身消失掉 ， 这种过程称光电效应 。
光电效应中发射出来的电子叫光电子 ， 这个过程如下图1.2 a）所示 。
a) b) 图1-2 光电效应示意图发生光电效应时 ， 从原子内壳层上打出电子 ， 在次壳层上就留下空位 ， 并使原子处于激发状态 。
这种激发状态是不稳定的 ， 退激的过程有两种 。
一种过程是外层电子向内层跃迁 ， 来填补这个空位 ， 使原子恢复到较低的能量状态 。
两个壳层的结合能之差 ， 就是跃迁时释放出来的能量 ， 这种能量将以特征X射线的形式释放出来 。
另一种过程是原子的激发能交给外层电子的其它电子 ， 使它从原子中发射出来 ， 这种电子称俄歇电子 ， 如图1.2 b）所示 。
因此 ， 在发射电子的 。
13、同时还伴随着原子发射出来特征X射线或俄歇电子 。
这些俄歇电子和特征X射线再与靶物质原子发生作用 。
1.3康普顿效应康普顿效应是入射光子与原子的核外电子之间发生的非弹性碰撞过程 。
这一作用过程中 ， 入射光子的一部分能量转移给电子 ， 使它脱离原子成为反冲电子 ， 而光子的运动方向和能量发生变化 ， 如图1-3所示hv和v/为入射和散射光子的能量为散射光子与入射光子方向间的夹角 ， 称散射角；为反冲电子的反冲角 。
图1-3 康普顿效应示意图康普顿效应与光电效应不同 。
光电效应中光子本身消失 ， 能量完全转移给电子；康普顿效应中光子只是损失掉一部分能量 。
光电效应发生在束缚得最紧的内层电子上；康普顿效应总是发生在束缚的最松的外层电子 。
14、上 。
虽然光子与束缚电子之间的康普顿散射 ， 严格的讲是一种非弹性碰撞过程 。
但外层电子的结合能是较小的 ， 一般是电子伏量级 ， 与入射光子的能量相比较 ， 完全可以忽略 ， 所以可以把外层电子看作是“自由电子” 。
这样康普顿效应就可以认为是光子与处于静止状态的自由电子之间的弹性碰撞 。
入射光子的能量和动量就是由反冲电子和散射光子两者之间进行分配 。
1.4电子对效应当光子从原子核旁经过时 ， 在原子核的库伦场作用下 ， 光子转化为一个正电子和一个负电子 ， 这个过程称为电子对效应 。
如图1-4：图1-4 电子对效应示意图除了在原子核库伦场中发生电子对效应外 ， 在电子的库伦场中也能产生正负电子对 。
不过电子质量小 ， 反冲能量大 ， 所以产生电子对 。
15、的最低入射光子能量至少是4m0c2 ， 且在电子库伦场中发生电子对的概率比核库伦场中发生电子对的概率要小 。
1.5 射线的吸收有上面的内容我们可以知道 ， 当光子穿过物质时 ， 与吸收物质的原子一旦发生光电效应、康普顿效应和电子对效应 ， 原来的能量为hv的光子就会消失 ， 或散射后能量改变掉 ， 并偏离原来的方向 ， 即从原来的束中移去 。
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标题：工程|核工程与核技术毕业设计（论文）LaBr3Ce(5%)闪烁探测器的性能分析( 二 )