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高光输出快速衰减无机闪烁晶体的研究

随着核科学技术，和其他相关技术的快速发展，无机闪烁体的应用领域不断扩大。同时，不同的应用领域对无机闪烁体提出了越来越高的要求。研究和开发高光输出快速衰减的无机闪烁晶体具有重要的科学研究意义和巨大的经济效益。因此，近年来，寻找高光输出快速衰减的无机闪烁晶体成为国内外物理学家和材料科学家的研究热点之一[9]-[12]、[40]-[50][56]。

不同应用领域对闪烁晶体的要求

不同的应用对无机闪烁晶体有不同的要求。例如，在高能物理(HEP)或中能物理(IEP)实验中，光输出并不重要，但它要求晶体具有更快的时间衰减、更大的原子序数和密度等。然而，在PET等应用中，要求闪烁晶体具有高光输出、快速衰减和高密度。

有效原子序数和密度(Zeff)

闪烁晶体的有效原子序数(Zeff)和密度直接或间接决定了辐射与物质的相互作用机制和辐射的阻挡能力。在X射线或低能射线探测领域，为了增加射线的光电效应截面，往往需要闪烁晶体具有较大的有效原子序数Zeff，而在高能射线应用领域，则需要有较高的密度来提高晶体的截止能量

物质的有效原子序数可由公式计算：

式中，Wi为构成晶体的原子I的重量百分比，Zi为构成晶体的原子I的有效原子数。从公式中可以看出，大的有效原子序数往往与重密度不一致。此外，在许多场合下，经常使用吸收系数()、辐射长度(X0)和摩尔半径(RM)来代替晶体的有效原子序数或密度来表征无机闪烁晶体的性能。这些性能参数与晶体的密度()和有效原子序数(z)之间的关系如下[14][24]。

，RMX0 (Z  1.2)/37.74(1.12)

(ne是晶体中的电子密度和吸收截面，a是原子量) 陕西CeYAG晶体供应商家Ce：YAG晶体常规尺寸是多少？

此外，在较高浓度或温度的情况下，闪烁晶体中的发光中心也可以通过浓度或热猝灭产生较短的光衰减，但这往往伴随着晶体光输出的降低。

闪烁晶体的品质因数

Birks[13]第1次将品质因数(m)的概念引入无机闪烁晶体的表征中。品质因数是指闪烁晶体的光输出与光衰减的比值。

铈离子掺杂无机闪烁晶体的研究现状

由于铈离子掺杂的无机闪烁体通常具有高光输出和快速衰减的特点，因此从20世纪80年代末和90年代初开始，国内外对铈离子掺杂的无机闪烁体进行了大量的研究和探索[40]-[50]，涉及的闪烁体包括氟化合物、溴化物、氧化物和硫化物等无机闪烁体

传统无机闪烁晶体的局限性

出现于20世纪40年代末的NaI:Tl闪烁晶体[1]，可以说是第1代无机闪烁晶体材料的代替。它是一种无机闪烁晶体，具有比较高的光输出(约48000 pH/MeV)，因此被广泛应用于高能物理、核物理、核医学等闪烁探测器领域[[6]。即使到现在，NaI:Tl闪烁晶体仍有大量的应用。但NaI:Tl闪烁晶体存在密度低(=3.67 g/cm3)、光衰减时间长(=230 ns)、计数率低、探测效率低、易潮解等缺点，严重限制了其应用。特别是在高能物理实验中，NaI:Tl闪烁晶体已经逐渐被BGO(Bi4Ge3O12)闪烁晶体[[27]所取代。BGO闪烁晶体是20世纪70年代发现的一种无机闪烁材料，因其具有有效原子序数大(zeff=74)和重密度(=7.13 g/cm3)等优异的闪烁性能，被广泛应用于核医学(XCT，PET)、高能物理和核物理实验等领域[3]、[4]和[27]。因此，BGO晶体被称为第二代无机闪烁晶体。但BGO晶体的缺点是光输出低(约为NaI:Tl的7-10%)，光衰减慢(=300 ns)，计数率低，限制了它的广泛应用。 。Ce:YAG具有快衰减以及在550nm发射荧光，使得它可以应用于中低能量γ射线α粒子的探测等领域！

无机闪烁晶体可用于安全检查和反恐斗争

安全检查和反恐斗争不但关系到人民生命财产的安全，也关系到国家和社会的利益，甚至关系到全世界的利益。美国“9.11”事件向世界爱好和平的人民证明了这一点。核探测技术在国际安全检查和反恐斗争中发挥着重要作用。例如，利用核技术检测机场列车中的行李和邮件，检测爆破和火灾等安全隐患，以及由公安和海关等部门检查BaF2和BGO等无机闪烁晶体是一种安全、可靠、快速、方便的有效方法，在该领域具有很大的应用潜力[37]。据统计，如果高效高密度无机闪烁晶体的价格能够控制在3美元/cm3的范围内，那么近十年在行李检查中的应用将超过10亿美元[[39]。因此，这是一个非常有吸引力的应用领域。 哪里可以定制Ce：YAG？江苏CeYAG晶体市场价格

Ce:YAG一般有多少浓度的？江苏专业抛光CeYAG晶体

根据经典荧光理论，参数q也可以由公式(1.15) [14]计算。公式中，Wr和Wnr分别为辐射和非辐射跃迁概率；c是猝灭常数，Eq是猝灭能，kb是为玻尔兹曼常数，t是完全温度。分析表明，光输出主要与晶体的带隙、基体的组成和结构、能量传输效率和温度有关。当带隙变为零时，闪烁晶体将获得比较大光输出。但一般情况下，当Eg小于2eV时，无辐射跃迁的概率会增大，从而Q变小，光输出变小。结果表明，掺铈离子闪烁晶体的光输出差异主要是由S  [51]的差异引起的。江苏专业抛光CeYAG晶体

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