隨著核物理、高能物理、核醫(yī)學(xué)、工業(yè)探測(cè)等領(lǐng)域的迅速發(fā)展,閃爍體作為可以把高能射線轉(zhuǎn)換為可見光的重要材料,受到了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。為了提高探測(cè)的時(shí)間分辨率,幾乎所有的閃爍計(jì)數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域都要求閃爍材料具有較快的光衰減時(shí)間,因此對(duì)光衰減時(shí)間較短的快速閃爍材料的需求越來越大。在所有的閃爍材料中,閃爍晶體具有較高的光產(chǎn)額和較短的閃爍衰減壽命,因此目前使用的大多數(shù)閃爍材料均為閃爍晶體。但由于閃爍晶體的制備工藝復(fù)雜,生產(chǎn)周期長(zhǎng),成本高,尋找可以替代閃爍晶體同時(shí)具有快速衰減特性的閃爍材料成為了研究重點(diǎn)。閃爍玻璃制備工藝簡(jiǎn)單、玻璃組分易調(diào)整,成本低,還可以制備大尺寸材料,因此是一種候選的閃爍材料。本論文首先探索了摻雜Ce3+離子閃爍玻璃的快速衰減特性。采用高溫熔融法制備了摻鈰閃爍玻璃,密度為4.75g/cm3,在325nm紫外線的激發(fā)下發(fā)出藍(lán)綠色熒光,發(fā)光光譜為425nm至625nm的寬帶光譜。實(shí)驗(yàn)測(cè)得該閃爍玻璃具有小于3.7ns的光衰減時(shí)間,表明摻雜Ce3+離子的閃爍玻璃具有快速時(shí)間響應(yīng)特性。本論文采用高溫熔融法制備了一種同時(shí)摻雜Tb3+和Ce3+離子的閃爍玻璃,Tb3+離子為玻璃的發(fā)光中心。在Ce3+離子、重金屬氧化物Pb O、Bi2O3、Sb2O3以及Zn O的協(xié)同作用下,考察該閃爍玻璃的光衰減特性。通過對(duì)樣品進(jìn)行密度、吸收光譜、發(fā)射光譜、光產(chǎn)額、光衰減時(shí)間等特性的測(cè)試,分析鋱鈰閃爍玻璃的物理特性和閃爍性能。測(cè)試得出:鋱鈰閃爍玻璃的密度較大,為4.83g/cm3,表明該材料具有較小的輻射長(zhǎng)度;鋱鈰閃爍玻璃在可見光范圍內(nèi)有大于80%左右的透過率,透過率最高達(dá)99%左右;用325nm的紫外激光對(duì)鋱鈰閃爍玻璃進(jìn)行照射,可以看到青綠色熒光,發(fā)射光譜的主發(fā)射峰在542.4nm;測(cè)得鋱鈰閃爍玻璃的光衰減時(shí)間小于3.6ns,光產(chǎn)額為Na I:T1晶體光產(chǎn)額的4.3%。由測(cè)試結(jié)果可以看出,鋱鈰閃爍玻璃具有較大的密度、良好的透過率以及很快的時(shí)間響應(yīng)特性,是快速閃爍探測(cè)領(lǐng)域的候選閃爍材料。本論文最后探索了高均勻性大口徑玻璃的制備工藝,成功制備了直徑為10cm,厚度為3cm的高均勻性鋱鈰閃爍玻璃,提高了閃爍玻璃的物理性能。
【學(xué)位單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TL812
【部分圖文】：

鋱鈰閃爍玻璃發(fā)光機(jī)理圖

樣品進(jìn)行外透過率測(cè)試。測(cè)得的摻鈰閃爍玻璃外透過率如圖 3-1 所紫外吸收截止波長(zhǎng)為 375nm，并且外透過率隨著波長(zhǎng)的增長(zhǎng)快速始外透過率超過 70%，在 589nm 左右外透過率在 74%左右，曲線，表明該材料具有較好的透過性能。

漢光公司的光致發(fā)光熒光光譜系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定，圖 3-2 為光致發(fā)光熒光光。輸出功率為 30mW，輸出口徑為 2mm，輸出波長(zhǎng)為 325nm 的紫外激發(fā)樣品室中的閃爍玻璃樣品。樣品經(jīng)紫外光光輻照后產(chǎn)生閃爍光，經(jīng)過i-λ3007)后，由 PMTH-SI-(x)光電倍增管將熒光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后(DCS200PA)進(jìn)行信號(hào)采集，最后由系統(tǒng)軟件(Zolixscan software)進(jìn)行記中光電倍增管的響應(yīng)范圍為 200nm~900nm，響應(yīng)帶寬為 150ps。
【參考文獻(xiàn)】

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1 ;光學(xué)玻璃單坩堝漏料工藝簡(jiǎn)介[J];光學(xué)工藝;1979年02期

2 胡孟春,葉文英,周殿忠;φ60mm×600μm硅PIN探測(cè)器γ靈敏度和時(shí)間響應(yīng)測(cè)量[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2002年04期

本文編號(hào)：2850176