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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( 四 )



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21、发出大量的光子 。
一般光谱范围从可见光到紫外线 , 并且光子向四面八方发射出去 。
在闪烁体周围包以反射物质(但有一面要透光) , 这样能使光子集中向光电倍增管方向发射出去 。
光电倍增管是一个电真空器件(图2-2-2) 。
它是由光阴极、若干个打拿极和一个阳极组成 。
光阴极前有一个玻璃或者石英制成的窗 , 整个器件外壳为玻璃 , 各电极由针脚引出 。
通过高压电源和分压电阻 , 使阳极各个打拿极阴极间建立从高到低的电位分布 。
由闪烁光子入射到光阴极上时 , 由于光电效应会产生光电子 , 这些光电子受极间电场加速和聚焦 , 打在第一个打拿极上 , 产生36个二次电子 , 这些二次电子在以后各个打拿极上又发生同样的倍增过程 , 直到最后在阳极上可接收到1041 。

22、09个电子 。
所以人们把这种器件称为光电倍增管 。
大量电子会在阳极负载上建立起电信号 , 通常为电流脉冲或电压脉冲 , 然后通过起阻抗匹配作用的射极跟随器 , 由电缆将信号传输到电子学仪器中去 。
K光阴极;F聚焦极;D1D10打拿极;A阳极图2-2-2 光电倍增管工作原理图归纳起来 , 闪烁计数器的工作可分为五个相互联系的过程:(1)射线进入闪烁体 , 与之发生相互作用 , 闪烁体吸收带电粒子能量而使原子、分子电离和激发;(2)受激原子、分子退激时发射荧光光子;(3)利用反射物质和光导将闪烁光子尽可能多地收集到光电倍增管的光阴极上 , 由于光电效应 , 光子在阴极上击出光电子;(4)光电子在光电倍增管中倍增 , 数量有一个增加到104 。

23、109个 , 电子流在阳极负载上产生电信号;(5)此信号由电子仪器记录和分析 。
2.2.2 闪烁体闪烁体的种类:闪烁体按其化学性质可以分为两大类;一类是无机晶体闪烁体 。
通常是含有少量杂质(称为“激活剂”)的无机盐晶体 , 常用的有碘化钠(铊激活)单晶体 , 即NaI(Tl);
碘化铯(铊激活)单晶体即CsI(Tl);硫化锌(银激活)多晶体 , 即ZnS(Ag)等 。
另一种是玻璃体 , 如铈激活锂玻璃LiO2.2SiO2(Ce) 。
此外 , 近年来还开发了不掺杂质的纯晶体 , 如溴化镧(LaBr3);锗酸铋(简称BGO);钨酸镉(CdWO4 , 简称CWO)和氟化钡(Ba2)等 。
另一类是有机闪烁体 。
它们都是环碳氢化合物 , 又可分为三种: 。

24、有机晶体闪烁体 。
例如蒽、萘、对联三苯等有机晶体 。
有机液体闪烁体 。
在有机液体溶剂(如甲苯、二甲苯)溶入中少量发光物质(如对联三苯) , 称第一发光物质 , 另外再溶入一些光谱波长转换剂(如POPO化合物)称为第二发光物质 , 组成有闪烁体性能的液体 。
塑料闪烁体 。
他是在有机液体苯乙烯中加入第一发光物质对联三苯和第二发光物质POPO后 , 聚合成的塑料 。
闪烁体的物理特性:发射光谱:闪烁体受核辐射激发后所发射的光并不是单色的 , 而是一个连续带 。
图2-2-3为几种典型闪烁体发射光谱曲线 。
P2()d表示光在波长+d之间的发射强度 。
对于每一种闪烁体 , 总是可找到一、两种波长的光 , 它的发射概率最大 , 整个光谱是以该波长为中心的一个 。

25、或整个发射带 。
图2-2-3几种典型闪烁体发射光谱曲线发光效率:发光效率是指闪烁体将所吸收的射线能量转变为光的比例 , 由于历史原因 , 产生了许多种定义方法 , 一般使用下面三个量来描述 。
(1)光能产额 它定义为核辐射在闪烁体中损失单位能量闪烁发射的光子数 。
当粒子在闪烁体中损失的能量为E , 闪烁过程发出的总光子数为nph时 , 则光能产额(2-1)它的单位是光子数/兆电子伏(1/MeV) 。
例如在NaI(Tl)中 , 快电子的Yph4.3104(1/MeV) 。
显然1/Yph表示在闪烁体中每产生一个光子所消耗的核辐射能量 。
(2)绝对闪烁效率 它就是能量转换效率 , 表示在一次闪烁中 , 产生的闪烁光子总能量与核辐射损耗在闪烁体 。

26、中的总能量之比;(2-2)脚标np表示由核能转换为光能 。
相同能量不同种类的粒子 , 例如、质子和 , Cnp数值是不同的 。
NaI(Tl)对的绝对闪烁效率Cnp0.13,对粒子 , Cnp0.026 。
(3)相对发光效率 上述两个物理量的测量 , 由于涉及光子数的绝对定标技术上比较复杂 , 故通常为方便起见 , 用相对值来度量不同闪烁体的发光效率 。
它是使用一种核辐射在不同闪烁体中损失相同的能量 , 测量它们的相对脉冲输出幅度或电流进行比较 。


稿源:(未知)

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