Li Huanying

Growth and Scintillation Properties of GdI

通过坩埚下降法生长GdI3:2%Ce及无掺杂GdI 3 闪烁晶体, 得到?15 mm×20 mm的晶体毛坯, 从中加工出尺寸分别为12 mm×10 mm×2.5 mm和11 mm×8 mm×2.5 mm的无包裹体、无开裂的晶体样品, 封装后检测该晶体光学性能。XRD分析结果表明: 掺杂晶体GdI 3 :2%Ce与无掺杂GdI 3 晶体结构相同。X射线激发发射(XEL)和紫外激发发射谱(PL)测试结果显示: GdI 3 :2%Ce晶体在450~700 nm有宽带发光峰, 发光峰位分别位于520 nm和550 nm, 对应于Ce 3+ 的5d-4f跃迁发光。以550 nm为监控波长, 测得在紫外激发下存在三个激发峰, 分别位于262、335和440 nm。GdI 3 :2%Ce晶体在137Cs源伽马射线(662 keV) 激发下能量分辨率为3.4%, 通过高斯拟合得到的衰减时间为58±3 ns。研究表明, GdI 3 :2%Ce晶体是一种良好的伽马和中子探测材料, 具有广泛的应用前景。通过坩埚下降法生长GdI3:2%Ce及无掺杂GdI 3 闪烁晶体, 得到?15 mm×20 mm的晶体毛坯, 从中加工出尺寸分别为12 mm×10 mm×2.5 mm和11 mm×8 mm×2.5 mm的无包裹体、无开裂的晶体样品, 封装后检测该晶体光学性能。XRD分析结果表明: 掺杂晶体GdI 3 :2%Ce与无掺杂GdI 3 晶体结构相同。X射线激发发射(XEL)和紫外激发发射谱(PL)测试结果显示: GdI 3 :2%Ce晶体在450~700 nm有宽带发光峰, 发光峰位分别位于520 nm和550 nm, 对应于Ce 3+ 的5d-4f跃迁发光。以550 nm为监控波长, 测得在紫外激发下存在三个激发峰, 分别位于262、335和440 nm。GdI 3 :2%Ce晶体在137Cs源伽马射线(662 keV) 激发下能量分辨率为3.4%, 通过高斯拟合得到的衰减时间为58±3 ns。研究表明, GdI 3 :2%Ce晶体是一种良好的伽马和中子探测材料, 具有广泛的应用前景。

lt;inf

纯碘化铯晶体是一种具有快衰减闪烁特性的新型辐射探测材料, 在伽马射线、中子和其它辐射探测技术中有重要的应用前景。本研究以Bridgman法所生长的纯碘化铯为对象, 分别研究了该晶体的透射光谱以及在紫外光、连续X射线、脉冲X射线和宇宙射线激发下的发射光谱、时间响应特性和沿晶体生长方向不同部位的光输出分布特点。实验测得晶体的吸收边为240 nm, 激发和发射波长分别位于241 nm和318 nm, 发光衰减时间分别为2~3 ns和18~25 ns。以尺寸为30 mm×30 mm×200 mm的晶体籽晶端和尾端与PMT耦合所测得的光输出分别是143 p.e/MeV和127 p.e./MeV, 尽管晶体两端的光输出存在12.6%的差异, 但没有观察到衰减时间长于100 ns的慢分量。这些性能进一步证明纯碘化铯晶体具有作为快闪烁体的优势。纯碘化铯晶体是一种具有快衰减闪烁特性的新型辐射探测材料, 在伽马射线、中子和其它辐射探测技术中有重要的应用前景。本研究以Bridgman法所生长的纯碘化铯为对象, 分别研究了该晶体的透射光谱以及在紫外光、连续X射线、脉冲X射线和宇宙射线激发下的发射光谱、时间响应特性和沿晶体生长方向不同部位的光输出分布特点。实验测得晶体的吸收边为240 nm, 激发和发射波长分别位于241 nm和318 nm, 发光衰减时间分别为2~3 ns和18~25 ns。以尺寸为30 mm×30 mm×200 mm的晶体籽晶端和尾端与PMT耦合所测得的光输出分别是143 p.e/MeV和127 p.e./MeV, 尽管晶体两端的光输出存在12.6%的差异, 但没有观察到衰减时间长于100 ns的慢分量。这些性能进一步证明纯碘化铯晶体具有作为快闪烁体的优势。

gt;3

用坩埚下降法生长得到Cs 2 LiY 0.95 Cl 6 : 5%Ce(CYLC)闪烁晶体, 通过X射线衍射分析证明Cs 2 LiYCl 6 :Ce的晶体结构属于钾冰晶石结构, 并与理论计算结果基本吻合。在吸收光谱中观测到源于Ce 3+ 离子从4f向5d1~5电子跃迁的吸收峰和自陷激子吸收峰。X射线和紫外激发和发射光谱测试表明, 位于300 nm的发光属于Cs 2 LiYCl 6 :Ce晶体的本征芯价发光, 321 nm的发光归因于自陷激子发光, 350~450 nm范围的发光属于Ce 3+ 离子5d-4f 跃迁发光。在37Cs源伽马射线激发下, CYLC晶体的能量分辨率达到8.1%, 衰减时间分别为58 ns和580 ns。综上所述可知, Cs 2 LiYCl 6 :Ce晶体将是一种在中子和伽马射线分辨领域具有广泛应用前景的闪烁晶体。Crystal structure of Cs2LiY0.95Cl6:5%Ce crystal (CYLC): grown by vertical Bridgement method from polycrystal raw materials was measured by X-ray diffraction (XRD) and was proved to have elpasolite structure. The detected structure of Cs2LiYCl6:Ce crystal was agreed well with theoretical structure. Six optical absorption bands which are suggested to originate from the transition of electron from 4f to 5d(1 similar to 5) of Ce ions and self-trapped excition (STE), can be identified in the absorption spectra of the CLYC:Ce crystal. X-ray and ultraviolet excited luminescence spectra of Cs2LiY0.95Cl6:5%Ce crystal present an emission band from 350 nm to 450 nm corresponding to 5d-4f transitions of Ce3+ ions. The peaks locating at 300 nm and 321 nm can be ascribed to core to valence luminescence and STE luminescence. Under the excitation of gamma-rays from Cs-137, Cs2LiY0.95Cl6:5%Ce crystal presents energy resolution of 8.1%, and scintillation decay time of 58 ns and 580 ns. All of these properties show that Cs2LiYCl6:Ce crystal is a promising scintillator for neutron and gamma detection applications.

lt;/inf

通过坩埚下降法生长GdI3:2%Ce及无掺杂GdI 3 闪烁晶体, 得到?15 mm×20 mm的晶体毛坯, 从中加工出尺寸分别为12 mm×10 mm×2.5 mm和11 mm×8 mm×2.5 mm的无包裹体、无开裂的晶体样品, 封装后检测该晶体光学性能。XRD分析结果表明: 掺杂晶体GdI 3 :2%Ce与无掺杂GdI 3 晶体结构相同。X射线激发发射(XEL)和紫外激发发射谱(PL)测试结果显示: GdI 3 :2%Ce晶体在450~700 nm有宽带发光峰, 发光峰位分别位于520 nm和550 nm, 对应于Ce 3+ 的5d-4f跃迁发光。以550 nm为监控波长, 测得在紫外激发下存在三个激发峰, 分别位于262、335和440 nm。GdI 3 :2%Ce晶体在137Cs源伽马射线(662 keV) 激发下能量分辨率为3.4%, 通过高斯拟合得到的衰减时间为58±3 ns。研究表明, GdI 3 :2%Ce晶体是一种良好的伽马和中子探测材料, 具有广泛的应用前景。通过坩埚下降法生长GdI3:2%Ce及无掺杂GdI 3 闪烁晶体, 得到?15 mm×20 mm的晶体毛坯, 从中加工出尺寸分别为12 mm×10 mm×2.5 mm和11 mm×8 mm×2.5 mm的无包裹体、无开裂的晶体样品, 封装后检测该晶体光学性能。XRD分析结果表明: 掺杂晶体GdI 3 :2%Ce与无掺杂GdI 3 晶体结构相同。X射线激发发射(XEL)和紫外激发发射谱(PL)测试结果显示: GdI 3 :2%Ce晶体在450~700 nm有宽带发光峰, 发光峰位分别位于520 nm和550 nm, 对应于Ce 3+ 的5d-4f跃迁发光。以550 nm为监控波长, 测得在紫外激发下存在三个激发峰, 分别位于262、335和440 nm。GdI 3 :2%Ce晶体在137Cs源伽马射线(662 keV) 激发下能量分辨率为3.4%, 通过高斯拟合得到的衰减时间为58±3 ns。研究表明, GdI 3 :2%Ce晶体是一种良好的伽马和中子探测材料, 具有广泛的应用前景。

gt;:Ce Crystal

纯碘化铯晶体是一种具有快衰减闪烁特性的新型辐射探测材料, 在伽马射线、中子和其它辐射探测技术中有重要的应用前景。本研究以Bridgman法所生长的纯碘化铯为对象, 分别研究了该晶体的透射光谱以及在紫外光、连续X射线、脉冲X射线和宇宙射线激发下的发射光谱、时间响应特性和沿晶体生长方向不同部位的光输出分布特点。实验测得晶体的吸收边为240 nm, 激发和发射波长分别位于241 nm和318 nm, 发光衰减时间分别为2~3 ns和18~25 ns。以尺寸为30 mm×30 mm×200 mm的晶体籽晶端和尾端与PMT耦合所测得的光输出分别是143 p.e/MeV和127 p.e./MeV, 尽管晶体两端的光输出存在12.6%的差异, 但没有观察到衰减时间长于100 ns的慢分量。这些性能进一步证明纯碘化铯晶体具有作为快闪烁体的优势。纯碘化铯晶体是一种具有快衰减闪烁特性的新型辐射探测材料, 在伽马射线、中子和其它辐射探测技术中有重要的应用前景。本研究以Bridgman法所生长的纯碘化铯为对象, 分别研究了该晶体的透射光谱以及在紫外光、连续X射线、脉冲X射线和宇宙射线激发下的发射光谱、时间响应特性和沿晶体生长方向不同部位的光输出分布特点。实验测得晶体的吸收边为240 nm, 激发和发射波长分别位于241 nm和318 nm, 发光衰减时间分别为2~3 ns和18~25 ns。以尺寸为30 mm×30 mm×200 mm的晶体籽晶端和尾端与PMT耦合所测得的光输出分别是143 p.e/MeV和127 p.e./MeV, 尽管晶体两端的光输出存在12.6%的差异, 但没有观察到衰减时间长于100 ns的慢分量。这些性能进一步证明纯碘化铯晶体具有作为快闪烁体的优势。

Luminescence and Decay Time Properties of Pure CsI Crystals

用坩埚下降法生长得到Cs 2 LiY 0.95 Cl 6 : 5%Ce(CYLC)闪烁晶体, 通过X射线衍射分析证明Cs 2 LiYCl 6 :Ce的晶体结构属于钾冰晶石结构, 并与理论计算结果基本吻合。在吸收光谱中观测到源于Ce 3+ 离子从4f向5d1~5电子跃迁的吸收峰和自陷激子吸收峰。X射线和紫外激发和发射光谱测试表明, 位于300 nm的发光属于Cs 2 LiYCl 6 :Ce晶体的本征芯价发光, 321 nm的发光归因于自陷激子发光, 350~450 nm范围的发光属于Ce 3+ 离子5d-4f 跃迁发光。在37Cs源伽马射线激发下, CYLC晶体的能量分辨率达到8.1%, 衰减时间分别为58 ns和580 ns。综上所述可知, Cs 2 LiYCl 6 :Ce晶体将是一种在中子和伽马射线分辨领域具有广泛应用前景的闪烁晶体。Crystal structure of Cs2LiY0.95Cl6:5%Ce crystal (CYLC): grown by vertical Bridgement method from polycrystal raw materials was measured by X-ray diffraction (XRD) and was proved to have elpasolite structure. The detected structure of Cs2LiYCl6:Ce crystal was agreed well with theoretical structure. Six optical absorption bands which are suggested to originate from the transition of electron from 4f to 5d(1 similar to 5) of Ce ions and self-trapped excition (STE), can be identified in the absorption spectra of the CLYC:Ce crystal. X-ray and ultraviolet excited luminescence spectra of Cs2LiY0.95Cl6:5%Ce crystal present an emission band from 350 nm to 450 nm corresponding to 5d-4f transitions of Ce3+ ions. The peaks locating at 300 nm and 321 nm can be ascribed to core to valence luminescence and STE luminescence. Under the excitation of gamma-rays from Cs-137, Cs2LiY0.95Cl6:5%Ce crystal presents energy resolution of 8.1%, and scintillation decay time of 58 ns and 580 ns. All of these properties show that Cs2LiYCl6:Ce crystal is a promising scintillator for neutron and gamma detection applications.

Optical and Scintillation Properties of Cs

为了提高中子探测效率, 以富集 10 B的H 3 10 BO 3 为原料, 通过提拉法生长了富集 10 B的Ce:Li 6 Lu( 10 BO 3 ) 3 晶体。X射线激发发射光谱测试表明: 其发光峰位于360~480 nm, 属于Ce 3+ 离子典型的5d - 4f跃迁发光, 其闪烁发光效率为BGO晶体的3.9倍。在350 nm紫外光和137Cs所发出的662 keV的γ射线激发下测得的衰减时间分别为21.0 ns 和31.7 ns, 在137Cs辐射源激发下所测得的相对光输出是CsI(Tl)晶体的20%, 能量分辨率为9.7%。在慢化252Cf中子源激发下可以观测到明显的中子全能峰, 其能量分辨率为33%。上述研究结果表明, Ce:Li 6 Lu( 10 BO 3 ) 3 晶体具有较高的闪烁效率、快的衰减时间和良好的中子探测效率, 是一种具有应用前景的中子探测用闪烁晶体。

lt;inf

Transparent and colorless lead fluoride crystals with sizes of 20 × 20 × 20 (mm3) are irradiated with several doses of γ-rays from a 60 Co source. Their transmittance spectra before and after irradiation are measured, and a new parameter ΔT = Tb − Ta is defined to evaluate the irradiation damage. Three optical absorption bands peaking at 270 nm, 370 nm and 500 nm are found in the plots of ΔT versus wavelength, and their intensities increase with the irradiation dose. These optical absorption bands, except the one at 270 nm, can recover spontaneously with time. Thermal annealing treatment can enhance this recovery of the transmittance, while the optimum annealing temperature for different samples depends on the irradiation dose.

gt;2

通过浮区法制备得到LPS:0.5%Ce单晶样品, 并对其包裹体、开裂、闪烁和光学性能进行了研究,获得了晶体的电子探针谱、透过谱、77~500 K下的紫外激发发射谱、X射线激发发射谱和77~500 K下的衰减时间谱。研究发现晶体中存在解理开裂和热应力开裂, 同时存在两种类型的包裹体, 分别包含[Si 3 O 9 ] 6- 、阴离子团和过量的SiO 2 。由于采用空气为生长气氛, 样品中部分Ce 3+ 被氧化为Ce 4+ 。浮区法LPS:0.5%Ce表现出较高的发光效率, 约为32000 ph/MeV。随着温度的升高, 样品的紫外激发发射谱逐渐向长波方向移动, 发射谱谱线随着温度的升高展宽, 导致自吸收的增加。衰减时间的温度转变点位于450 K, 表明LPS:Ce闪烁晶体适用于高温环境, 是一种性能优异的闪烁晶体。通过浮区法制备得到LPS:0.5%Ce单晶样品, 并对其包裹体、开裂、闪烁和光学性能进行了研究,获得了晶体的电子探针谱、透过谱、77~500 K下的紫外激发发射谱、X射线激发发射谱和77~500 K下的衰减时间谱。研究发现晶体中存在解理开裂和热应力开裂, 同时存在两种类型的包裹体, 分别包含[Si 3 O 9 ] 6- 、阴离子团和过量的SiO 2 。由于采用空气为生长气氛, 样品中部分Ce 3+ 被氧化为Ce 4+ 。浮区法LPS:0.5%Ce表现出较高的发光效率, 约为32000 ph/MeV。随着温度的升高, 样品的紫外激发发射谱逐渐向长波方向移动, 发射谱谱线随着温度的升高展宽, 导致自吸收的增加。衰减时间的温度转变点位于450 K, 表明LPS:Ce闪烁晶体适用于高温环境, 是一种性能优异的闪烁晶体。