什么是閃爍體
編輯閃爍體是表現出材料閃爍是,的屬性發光,當通過激發電離輻射。發光材料在被入射粒子撞擊時吸收其能量并閃爍(即以光的形式重新發射吸收的能量)。有時,激發態是亞穩態的,因此從激發態回到較低態的弛豫被延遲(根據材料的不同,需要幾納秒到幾小時不等)。然后該過程對應于兩種現象之一:延遲熒光或磷光.對應關系取決于躍遷的類型,因此取決于發射光子的波長。
閃爍體工作原理
編輯當閃爍體耦合到電子光傳感器(例如光電倍增管(PMT)、光電二極管或硅光電倍增管)時,就會獲得閃爍探測器或閃爍計數器。PMT吸收閃爍體發出的光,并通過光電效應以電子的形式重新發射.這些電子(有時稱為光電子)的后續倍增會產生電脈沖,然后可以對其進行分析并產生有關最初撞擊閃爍體的粒子的有意義的信息。真空光電二極管類似,但不放大信號,而另一方面,硅光電二極管通過直接在硅中激發電荷載流子來檢測入射光子。硅光電倍增管由一組光電二極管組成,這些二極管通過足夠的電壓反向偏置以在雪崩模式下工作,從而使陣列的每個像素對單光子敏感。
閃爍體的歷史
編輯xxx個使用閃爍體的設備是由威廉·克魯克斯爵士于1903年制造的,并使用了ZnS屏幕。屏幕產生的閃爍在暗室中用顯微鏡觀察,肉眼可見;該設備被稱為旋轉鏡。該技術導致了許多重要的發現,但顯然很乏味。1944年,當Curran和Baker用新開發的PMT取代肉眼測量時,閃爍體獲得了額外的關注。這就是現代閃爍探測器的誕生。
閃爍體的應用
編輯閃爍體被美國政府用作國土安全輻射探測器。閃爍體還可用于粒子探測器、新能源勘探、X射線安全、核相機、計算機斷層掃描和氣體勘探。閃爍體的其他應用包括醫療診斷中的CT掃描儀和伽馬照相機,以及老式CRT計算機顯示器和電視機的屏幕。也有人提出閃爍體作為通過光伏效應利用伽馬射線能量的理論模型的一部分,例如在核電池中。
閃爍體與光電倍增管的結合在用于檢測和測量放射性污染和監測核材料的手持式測量儀中得到廣泛應用。閃爍體在熒光燈管中產生光,將放電的紫外線轉化為可見光。閃爍探測器在石油工業中也用作伽馬射線測井儀。
閃爍體的類型
編輯有機晶體
有機閃爍體是芳香烴化合物,其包含以各種方式相互連接的苯環結構。它們的發光通常會在幾納秒內衰減。
一些有機閃爍體是純晶體。最常見的類型是蒽(C14H10,衰減時間≈30ns),芪(C14H12,4.5ns衰減時間)和萘(C10H8,幾ns衰減時間)。它們非常耐用,但它們的響應是各向異性的(當光源未準直時會破壞能量分辨率),并且它們不容易加工,也不能大尺寸生長;因此它們不經常使用。蒽具有所有有機閃爍體中最高的光輸出,因此被選為參考:其他閃爍體的光輸出有時表示為蒽光的百分比。
有機液體
PBD(C24H22N2O),PPO(C15H11NO)和波長轉換器,如POPOP(C24H16N2哦)。最廣泛使用的溶劑是甲苯、二甲苯、苯、苯基環己烷、三乙苯和十氫化萘。液體閃爍體很容易加載其他添加劑,例如波長移位器以匹配特定PMT的光譜靈敏度范圍,或10B以提高閃爍計數器本身的中子檢測效率(因為10B與熱中子具有高相互作用截面)。對于許多液體,溶解的氧可以充當淬火劑并導致光輸出降低,因此需要將溶液密封在無氧、氣密的外殼中。
塑料閃爍體
術語“塑料閃爍體”通常是指其中初級熒光發光體,稱為氟,懸浮于閃爍材料堿,固體聚合物基質。雖然這種結合通常是通過在本體聚合之前溶解氟來實現的,但氟有時與聚合物直接結合,共價或通過配位,就像許多Li6塑料閃爍體的情況一樣。已發現聚萘二甲酸乙二醇酯本身在沒有任何添加劑的情況下表現出閃爍,并且由于更高的性能和更低的價格有望取代現有的塑料閃爍體。塑料閃爍體的優點包括相當高的光輸出和相對較快的信號,衰減時間為2-4納秒,但塑料閃爍體的xxx優點也許是它們能夠通過使用模具或其他方式進行成型,幾乎可以制成任何所需的形式,并且通常具有高度的耐用性。眾所周知,塑料閃爍體在能量密度大時會顯示光輸出飽和(伯克斯定律)。
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