无机闪烁体
大部分无机闪烁体由透明单晶,其尺寸范围从几毫米到许多厘米。一些无机物,如silver-activated硫化锌闪烁体有好处,但不能生长在晶体光学质量大的形式。因此,他们的使用是有限的多晶的薄层称为磷屏幕。
无机材料产生最高的光输出不幸的衰变时间相对较长。最常见的无机闪烁体钠碘化激活的微量铊[奈(Tl)],它有一个不同寻常的大光产生对应于一个闪烁效率约为13%。其衰减时间是0.23微秒,接受许多应用程序但长的非常高计数率或快速计时测量。的发射光谱奈(Tl)峰值的波长对应的蓝色区域电磁波谱的光谱响应,并与光电倍增管。Thallium-activated碘化铯(CsI (Tl))也会产生优秀的光产生但有两个相对长时间衰变组件与衰变的0.68和3.3微秒。其发射光谱是转向——的可见光谱的光谱响应和是一个更好的匹配的光二极管。奈(Tl)和CsI (Tl)碘,原子序数53岁的专业组成。因此,光电横截面在这些材料足以让他们在伽马射线能谱的吸引力。他们是可用的经济在大尺寸相应的伽马射线内在可以许多倍,最高效率的最大可用锗探测器。其他无机闪烁材料中列出表。一些最近开发的材料衰减时间要短得多,但不幸的是,也较低的收益率。这些材料是用于测量时间但会有贫穷的能量分辨率与光明材料。
| 无机闪烁体的一些属性 | |||||
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| *使用一个色觉过程光电倍增管。 * *的α粒子。 * * *属性随精确的公式。 来源:改编自G.F.丘,辐射探测和测量,第二版版权©1989年由约翰·威利& Sons Inc .转载许可的约翰·威利& Sons . n:行情)。 |
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| 材料 | 比重 | 最大发射波长(nm) | 主要衰减常数(μs) | 光总收益率(光子/ 兆电子伏) |
相对伽马射线脉冲高度与Bialkali光电倍增管 |
| 奈(T1) | 3.67 | 415年 | 0.23 | 38000年 | 1.00 |
| CsI (T1) | 4.51 | 560年 | 0.68 | 65000年 | 0.49 |
| CsI (Na) | 4.51 | 420年 | 0.63 | 39000年 | 1.11 |
| LiI(欧盟) | 4.08 | 470年 | 1.4 | 11000年 | 0.23 |
| BGO | 7.13 | 505年 | 0.30 | 8200年 | 0.13 |
| BaF2 缓慢的组件 |
4.89 | 310年 | 0.62 | 10000年 | 0.13 |
| BaF2 快速组件 |
4.89 | 220年 | 0.0006 | - - - - - - | 0.03 * |
| 硫化锌(Ag)(多晶) | 4.09 | 450年 | 0.2 | - - - - - - | 1.30 * * |
| CaF2(欧盟) | 3.19 | 435年 | 0.9 | 24000年 | 0.78 |
| 脑脊液 | 4.11 | 390年 | 0.004 | - - - - - - | 0.05 |
| 李* * * | 2.5 | 395年 | 0.075 | - - - - - - | 0.10 |
| 相比之下,一个典型的有机闪烁体(塑料): | |||||
| 102年不 | 1.03 | 423年 | 0.002 | 10000年 | 0.25 |
有机闪烁体
许多所谓的π-orbital有机分子电子结构展览提示荧光电离后激发的能量沉积的粒子。光发射的基本机制不依赖于分子的物理状态;因此,有机闪烁体采取许多不同的形式。最早的是纯晶体蒽或对称二苯代乙烯。最近,有机物主要用于液体的形式是一个有机的解决方案福陆(荧光分子)溶剂如甲苯、或塑料,萤石是溶解在随后的单体聚合。频繁,组件被添加到三分之一液体或塑料闪烁体作为波移相器,吸收的主要光从有机萤石和辐射能量在一个更长的波长更适合匹配的响应的光电倍增管或光敏二极管。塑料闪烁体商用与维度表或圆筒几厘米或纤维直径较小的闪烁。
有机闪烁体的最有用的特性之一是其快速衰减时间。许多商业上可用的液体或塑料衰变2 - 3纳秒的时候,让他们在精确的时间测量使用。有机物往往显示有些非线性收益率光随着沉积能量的增加,光和单位面积产量显著高于低能量沉积dE/dx粒子如电子比高dE/dx重带电粒子。然而,即使对于电子光收益率小于两到三倍,最好的无机材料。
因为液体和塑料可以制成探测器灵活的大小和形状,他们发现许多应用程序的直接检测粒子辐射。他们很少用来探测伽马射线,因为这些材料的较低的平均原子序数抑制完整的所需能量吸收光谱。平均原子序数不是大大不同于组织,然而,和塑料闪烁体因此找到了一些有用的应用程序测量伽马射线的剂量。一个独特的应用液体闪烁体的计算放射性同位素排放低能耗β粒子,如hydrogen-3 (3H)或碳14 (14C)。随着这些低能β粒子,而短的范围,他们可以很容易地吸收之前到达探测器的有效体积。这个衰减问题是完全可以避免的,如果样品直接溶解在液体闪烁体。在这种情况下,β粒子发现自己在闪烁体后立即发出。
切伦科夫探测器
切伦科夫光是由于带电粒子的运动速度大于光的速度在同一介质。没有粒子能超过光速在真空中(c),但与一个材料折射率由n,粒子速度v将大于光速如果v>c/n。材料的折射率常见介于1.3和1.8之间,这个速度对应于最低要求动能重带电粒子的数百兆电子伏。快电子相对较小动能然而,能量可以达到这个最小速度和切伦科夫辐射过程的应用能量低于20兆电子伏仅限于小学或中学快电子。
切伦科夫光发射的时间只在粒子正在放缓,因此有非常快的时间特征。相比之下发出闪烁的光,与各向同性的切伦科夫光沿着forward-directed锥表面发射集中在粒子速度向量。光的波长优先转向光谱的短波长(蓝色)结束。的总强度切伦科夫光远弱于发出闪烁体和等效能量损失可能只有几百1-MeV电子或光子或少。切伦科夫探测器通常使用相同类型的光传感器受雇于闪烁探测器。