CsI(Na)晶體的輻射發(fā)光特性及探測(cè)性能研究.pdf

1、CsI(Na)晶體具有光產(chǎn)額高、機(jī)械性能好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于伽馬射線探測(cè)、暗物質(zhì)探測(cè)及深空探測(cè)等核輻射探測(cè)國(guó)際前沿領(lǐng)域。針對(duì)CsI(Na)晶體的輻射探測(cè)性能研究受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的普遍關(guān)注。其中，晶體的輻射發(fā)光特性是其研究其探測(cè)特性的關(guān)鍵因素。本論文主要研究晶體的尺寸對(duì)晶體的探測(cè)性能的影響及晶體的輻射發(fā)光特性與晶體的粒度之間的關(guān)系，為CsI(Na)晶體在核輻射探測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了參考依據(jù)，具有一定的工程實(shí)踐價(jià)值及學(xué)術(shù)意義。
　　在Cs

2、I(Na)晶體探測(cè)特性研究方面，主要利用蒙特卡羅程序進(jìn)行模擬并且計(jì)算CsI(Na)晶體的尺寸對(duì)其探測(cè)效率的影響。模擬計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)晶體體積一定時(shí)，隨著晶體高度的減小，本征探測(cè)效率下降，并且晶體高度與本征探測(cè)效率二者線性度比較好。源峰效率隨著晶體半徑的增大先平緩上升后下降。另外論文利用同樣的方法模擬計(jì)算了不同尺寸NaI(TI)晶體的探測(cè)效率。
　　在CsI(Na)晶體的輻射發(fā)光性能研究方面，研究不同粒度CsI(Na)晶體在不同的激

3、發(fā)方式下的輻射發(fā)光特性。塊狀CsI(Na)晶體的發(fā)光峰主要在315nm，420nm和590nm處，然而，對(duì)于納米量級(jí)的CsI(Na)晶體，在不同的激發(fā)方式下，研究發(fā)現(xiàn)其發(fā)光峰較大尺度晶體表現(xiàn)出明顯的差異:在陰極射線激發(fā)下，納米量級(jí)的CsI(Na)晶體發(fā)光峰主要以315nm和590nm，而在光激發(fā)下，納米量級(jí)的CsI(Na)晶體的發(fā)光峰主要以420nm為主。其原因是Na+相關(guān)的420nm發(fā)光峰由于納米結(jié)構(gòu)的表面效應(yīng)逐漸消失。另外，論文還研

4、究了在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下，得到CsI(TI)晶體在光和陰極射線激發(fā)下的發(fā)射光譜，結(jié)果表明納米量級(jí)的CsI(TI)晶體并沒(méi)有因?yàn)椴煌募ぐl(fā)方式而表現(xiàn)出不同的發(fā)射光譜，和塊狀CsI(TI)晶體一樣，其發(fā)射光譜以在540nm的發(fā)光峰為主。
　　本文研究了CsI(Na)晶體的探測(cè)效率與晶體尺寸的關(guān)系，此外，可以利用蒙特卡羅程序?qū)w的其它探測(cè)性能進(jìn)行模擬計(jì)算;另外，對(duì)于微納結(jié)構(gòu)的CsI(Na)晶體，相對(duì)于塊狀晶體，在結(jié)構(gòu)上有很大的區(qū)別，導(dǎo)致