高能物理和核物理实验
随着核物理和高能物理的发展,出现了一个必须解决的问题,那就是粒子质量的起源。为了理解这个问题,世界上正在建造能量不断增加的大型对撞机和加速器。这些装置上用来测量各种质子、电子、Uons、介子等粒子能量的探针称为电磁量热仪,闪烁晶体是构建电磁量热仪的中心材料。例如,美国斯坦福线性加速中心(SLAC)、日本高能研究所(KEK)使用CsI(Tl)晶体进行Babar和BELLE实验、欧洲核中心(CERN)使用PbWO4晶体进行CMS实验等。表1-3列出了近年来世界上重要高能物理实验中使用的无机闪烁晶体[27][28]。表1-3近年来设计的晶体量热仪中使用的无机闪烁晶体
高能物理和核物理实验要求无机闪烁晶体密度高、衰减常数快、光输出高。此外,由于高能物理领域无机闪烁晶体数量巨大,合适的价格也是一个重要指标 Ce:YAG闪烁晶体在使用过程中有什么缺陷?常规尺寸CeYAG晶体供应
铈离子掺杂的硅酸盐和铝酸盐等氧化物闪烁晶体,由于具有较高的熔点(约为2000oC),因此称它们为高温无机闪烁晶体。这主要是相对于传统的卤素化合物(熔点小于1000oC)和BGO、PWO等闪烁晶体(小于1200oC)而言的。铈离子掺杂高温闪烁晶体不但具有高光输出快衰减等优良的闪烁性能,而且还具有优良的热力学性能,因此,近年来,高温闪烁晶体成为人们研究的热点
除了LuAG外,其它高温闪烁晶体具有较高的光输出和较快的光衰减,也就是具有高的M值(约为130~667)。高温闪烁晶体几乎可以应用于所有的闪烁探测应用领域中。例如,Ce:LSO和Ce:LuAP高温闪烁晶体被誉为新一代PET用的新型高温闪烁晶体[41]。另外,Ce:YAP和Ce:YAG高温闪烁晶体在中低能量射线或粒子探测领域有着普遍的应用 浙江超薄片CeYAG晶体Ce:YAG无机闪烁晶体的性能表征有哪些?
钇铝石榴石闪烁晶体的光谱特性
在Ce:YAG晶体中,Ce3离子以D2对称性取代Y3位。在晶体场的作用下,4f1电子构型的Ce3离子基态分裂为2F5/2和2F7/2双态,其5d能级分裂为5个子能级,比较低5d子能级离基态约22 000波。钇铝石榴石晶体场作用下的自由Ce3离子及其能级结构如图1-9 [97]所示。在Ce:YAG闪烁晶体中,其吸收荧光光谱也属于F-D跃迁,具有宽带、衰减快的特点。在可见光范围内可以观察到4个特征吸收峰,峰值波长分别为223nm、340nm、372nm和460nm,对应于Ce3离子从4f到5d的亚能级跃迁。在室温下,其荧光光谱为500纳米至700纳米的宽带光谱,峰值约为525纳米,对应比较低5d子能级至2F5/2基态能级[96]。如果高能射线入射,其荧光光谱向红色移动,发射波长为550纳米,可以很好地与硅光二极管[100][106]耦合。
当无机闪烁体中电子(空穴)的能量小于电离阈值时((Ce:YAG属于无机闪烁体),电子(空穴)开始与晶格相互作用,即所谓的电子-声子弛豫或热化。在热化过程中,电子和空穴分别向无机闪烁晶体导带的下部和价带的上部移动,终形成一定数量的热化电子空穴对,能量约为禁带宽度eg。
电子-空穴对的数量直接决定了无机闪烁晶体的光输出。假设产生一对电子-空穴对所需的平均能量为eh,光子的能量E全部被闪烁晶体吸收,那么无机闪烁晶体形成的电子-空穴对的数目Neh可以由下式表示
Neh=Er/ξeh=Er/βEg Ce:YAG晶体的X射线激发谱多少?
CeYAG晶体最大直径多少?常规尺寸CeYAG晶体供应
无机闪烁晶体和光电倍增管等光敏器件的耦合是XCT和正电子发射断层探测器的重要组成部分,在核医学成像领域占有非常重要的地位。目前,BGO晶体主要用于聚酯领域。1995年出现的Ce:LSO和Ce:LuAP晶体比BGO晶体具有更高的光输出和更快的时间衰减常数,因此被认为是下一代PET商用设备的优先材料,其主要闪烁见下表1-4 [29]-[32]。近日,美国CTI公司用Ce:LSO晶体[29]制作了新一代小型PET探测器样机。此外,闪烁晶体如Ce:GSO和Ce:YAP在核医学成像领域有重要应用[[30]。常规尺寸CeYAG晶体供应
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