闪烁晶体和探测器NaI, CsI, CeBr, LYSO, CaF2, BGO等

伯克利核心提供全系列标准,专业化,以及定制的闪烁探测器,旨在满足最苛刻的辐射计数应用的需求。所有已知的闪烁材料都是从塑料到液体闪烁体的液体闪烁体,例如Nai(T1),CSI(TL)/(Na),高密度BGO,高分辨率Cebr3,加上更多。

现有设计的目录是全面的,包括封装的闪烁体与入口窗口,闪烁体光学耦合到光读出装置,如PMT或Sipm.,完整的探测器组件,具有集成,插件或独立电子设备。专业设计如康普顿抑制屏蔽,像素阵列,井型组件,加固或小型化组件,以及其他一系列可选组件。此外,BNC可通过紧凑插接或独立的多通道分析仪(MCA年代)。

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概述

概述

Cebr3探测器溴化铈闪烁晶体具有分辨率高、衰减时间快、本征背景性质低等特点。在Ac-227复合体中,CeBr3的本底数低至<0.001 c/cc/s,与其他高分辨率闪烁体相比,CeBr3具有明显的优势。662 keV的典型能量分辨率约为4% FWHM。

Srl2(欧盟)探测器铕掺杂的锶碘化物闪烁体具有非常高的光产生和优异的性能在广泛的能量上。SRL2(EU)晶体本质上没有内在放射性,导致背景活动的减少和更少的假峰。662 keV的典型能量分辨率<4%FWHM。

BAF2探测器氟化钡闪烁体具有超快紫外辐射。BaF2被用于物理快速计时研究,如正电子生命研究。

LBC探测器:氯化镧闪烁体是明亮的,并具有良好的能量分辨率为3%半高宽为662 keV。这种新材料可与LaBr3相媲美,是高分辨率伽马能谱应用的理想材料。

碘化钠探测器:NaI(Tl)闪烁晶体由于其无可比拟的高光输出以及其发射光谱与光电倍增管灵敏度的良好匹配而被广泛应用于大多数标准伽马光谱应用中。

碘化铯探测器(Tl) (Na)(未掺杂):

CsI (Tl)闪烁体粗糙,非吸湿性,并且不切割。这些探测器经常用作NAI(TL)的替代方案,适用于各种应用。

CsI (Na)是一种非吸湿性、高光输出的闪烁体,主要用于要求机械稳定性和良好的能量分辨率的应用。

CsI(无掺杂)闪烁体是快速的,不吸湿,并具有相对低的光输出。无掺杂CsI的一个常见用途是在物理量热应用。

塑料探测器:有机闪烁体为无机晶体提供相对成本的效果替代方案,因此可以在较大的体积中使用。大量不同的有机闪烁体可用于粒子检测,中子检测,伽马/中子歧视和安全或健康物理应用。

CLYC: Ce探测器Cs2LiYCl6:Ce (CLYC)闪烁体在一种闪烁材料中结合了中等分辨率伽马射线探测器和3He中子探测器的特性。因此,CLYC闪烁体可用于伽马和中子探测。

笨蛋:Ce探测器YAP闪烁体速度快,提供高光输出和低Z值。应用包括MHz速率x射线光谱学和同步加速器物理学。

CLLBC探测器:一种新的材料,铯镧溴氯化锂晶体可以同时进行高分辨率伽马能谱(3% FWHM能量分辨率为662 keV)和中子探测。该双模材料既可用于伽马能谱检测,也可用于PSD中子检测。

CAF2(EU)探测器:铕掺杂氟化钙是一种高光输出的低密度闪烁晶体。由于其低Z值,它非常适合检测电子(粒子)具有高效率(低后向散射分数)。CaF2(Eu)还与NaI(Tl)联合应用于磷开关闪烁探测器中。

6李尔(欧盟)探测器:6Lil(Eu)闪烁体用于热中子探测和光谱分析,具有高中子截面和高光输出的特点。

CDWO4探测器这种材料密度很高,余辉低,而且不易辐射。常见的应用包括低余辉CT应用,x射线直流测量(高强度),光电二极管读出,计算机断层扫描(CT)。

LYSO闪烁体:LYSO晶体速度快,密度高,Z值高。应用包括PET,高能物理。

PbWO4探测器:这些快速、高密度、低余辉和慢衰减时间的闪烁体主要用于量热物理研究。

BGO探测器:BGO具有7.13 g /cm3的高密度和高Z值,这使得这些晶体非常适合检测自然放射性(U, Th, K),用于高能物理应用(高光分数)或在紧凑的康普顿抑制光谱仪。

液体闪烁体:掺杂液体如ej301和ej309提供了快中子/伽玛分辨特性,允许它们在脉冲形状分辨(PSD)应用中使用。

规范

材料

密度(克/立方厘米)

发射最大(nm)

衰减常数(*)

折射率(**)

转换效率(* * *)

吸湿

CeBr3

5.23

370

18 ns

1.9

130

是的

Srl2(欧盟)

4.6

400 - 480

1 - 5 us

1.81

30 - 40

是的

CLYC

3.31

370

1纳秒,50纳秒,1000纳秒

1.81

TBA.

是的

nai(tl)

3.67

415

0.23我们

1.85

One hundred.

是的

CsI (Tl)

4.51

550

0.6 / 3.4 us

1.79

45

CsI (Na)

4.51

420

0.63美国

1.84

85.

CsI(无掺杂)

4.51

315

16 NS.

1.95

4 - 6

没有

BGO

7.13

480

0.3我们

2.15

15 - 20

没有

YAP (Ce)

5.55

350

27 ns.

1.94

35 - 40

没有

CaF2(欧盟)

3.18

435

0.84美国

1.47

50

没有

LaCI3: Ce

3.79

350

70个ns.

1.90

95 - 100

是的

6 li-glass

2.6

390/430

60个ns.

1.56

4 - 6

没有

6li-(欧盟)

4.08

470

1.4美国

1.96

35

是的

BaF2

4.88

315/220

0.63 US / 0.8 NS

1.50/1.54

16/5

没有

LYSO: Ce

7.20

420

50纳秒

1.82

70 - 80

没有

CDWO4.

7.90

470/540

美国有20/5的

2.3

25 - 30

没有

PbWO4

8.28

420

7 ns

2.16

0.20

没有

塑料

1.023

375 - 600

ns范围

1.58

25 - 30

没有

LaBr2.85Cl0.15: Ce (LBC) 4.90

380

35 ns 1.90 140 是的

Cs2LiLaBr4.8Cl1.2: Ce (CLLBC)

4.08 420 120 ns,500 ns 1.90 TBA. 是的

伽马射线的有效平均衰减时间

**在发射的最大波长处。

***γ射线与双碱光电阴极PMT耦合在室温下的相对闪烁信号。

带有光学窗的封装闪烁体:

具有集成光读出装置的标准探测器(PMT, SiPM,光电二极管等):

闪烁探测器与前端或先进的混合电子:

康普顿抑制盾牌:

X射线检测的小提琴探针

像素化阵列:

SiPM探测器:

方形或矩形截面探测器:

探测器:

专业或定制设计:

配件

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常见问题解答(FAQ)

余辉是什么?

余辉是什么?

为了检测x射线光束传输强度的快速变化,例如在CT扫描仪或行李x射线探测器中,晶体需要显示出低余辉。余辉定义为在x射线激发停止后一定时间内仍然存在的闪烁光的分数。余辉在一毫秒内产生,在长衰减时间成分中可以持续数小时。大多数卤化物闪烁晶体的余辉在3毫秒后可高达5- 10%。在CsI(Tl)中持续时间长的余辉对于许多应用来说都是一个问题。卤化物中的余辉被认为是固有的,与某些晶格缺陷有关。BGO, CeBr3和钨酸镉(CdWO4)晶体是低余辉闪烁材料的例子。

什么是闪烁体的辐射损伤?

什么是闪烁体的辐射损伤?

辐射损伤的定义是由于长时间暴露在强辐射下而引起的闪烁特性的变化。这种损伤表现为晶体光学传输的减少,导致脉冲高度的降低和探测器能量分辨率的恶化。除辐射激活外的辐射损伤通常是部分可逆的;即吸收带通常会随着时间慢慢消失;有些损伤可以热退火。

通常,掺杂的碱卤化物闪烁体如Nai(T1)和CSI(T1)是易受辐射损伤的影响。当将它们暴露于大放射剂量时,所有已知的闪烁材料都显示出或多或少损坏。通常只能用厚(> 5cm)晶体清楚地观察到效果。如果没有以10.000灰色的剂量发生可测量的效果,通常通常称为辐射。辐射硬质材料的实例是CEBR3和YAP:CE。

衰减时间的意义是什么?

衰减时间的意义是什么?

闪烁的光脉冲(闪光灯)的特征通常是在时间(脉冲上升时间)的快速增加,然后是指数下降。这衰减时间闪烁体的强度由光脉冲强度恢复到其最大值的1/e的时间决定。大多数闪烁体的特征是有一个以上的衰减时间,通常,有效平均衰减时间被提到。衰减时间对于快速计数和/或计时应用程序很重要。

密度和原子序数(Z)有什么意义?

密度和原子序数(Z)有什么意义?

有效地检测Y射线,具有带的材料高密度高效Z(每个原子的质子数)是必需的。无机闪烁晶体符合停止功率和光学透明度的要求。它们的密度范围为约3至9克/ cm3使它们非常适合吸收渗透辐射(γ射线)。具有高Z值的材料用于高能量(> 1 meV)的γ射线光谱。

光输出(波长+强度)的意义是什么?

光输出(波长+强度)的意义是什么?

由于光电子统计量(或电子-空穴对统计量)在准确测定辐射能量方面起着关键作用,因此在所有光谱应用中,使用具有高光输出的闪烁材料是首选。闪烁体发射波长应与所使用的光检测装置(PM, SiPm或光电二极管)的灵敏度相匹配。

什么是热中子探测?

什么是热中子探测?

中子在闪烁晶体中不直接产生电离,但可以通过与适当元素的原子核相互作用而探测到。例如,在6LiI(Eu)闪烁晶体中,中子与6Li核相互作用,产生一个alpha粒子和一个triton(氚核),这两个粒子都产生可以被探测到的闪烁光。另一种含锂闪烁体是CLYC。

还可以使用富含6Li的玻璃,掺杂Ce作为活化剂。另外,也可以使用含硼或钆的无机闪烁体,但这些闪烁体并不常见。一种替代技术是使用6LiF/ZnS(Ag)屏构建大面积热中子探测器。这些数据可以通过pmt或sipm的绿色波长转换器读出。

闪烁体材料的光发射波长是多少?

闪烁体材料的光发射波长是多少?

每种闪烁材料都具有具有波长和强度的特征发射光谱。这种发射光谱的形状有时取决于激发的类型(光子/粒子)。


NaI(Tl)、CsI(Tl)和CeBr3的发射光谱随最大发射强度的变化而变化。
双碱光电阴极和硅光电倍增管(SiPm)的典型量子效率曲线如图所示

当选择最佳的读出器件(PMT /光电二极管/SiPm)和所需的窗口材料时,这个发射光谱是很重要的。上图为几种常见闪烁材料的发射光谱

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