PDF《第五章 闪烁探测器》

第五章 闪烁探测器 荧光物质,闪烁体.

时间特性好,探测效率高. 闪烁体 光电倍增管 闪烁探测器的输出信号 闪烁探测器的性能 单晶?能谱仪 §5.1 构成和工作原理 构成(探头): 闪烁体 光电倍增管 (打拿极) 反射层 管座 分压器 高压 多道或单道 光阴极 阳极 荧光 光子 光电子 暗盒 窗 前置放大器 闪烁探测器的工作过程: (1) 核辐射射入闪烁体使闪烁体原子电离或激发,受 激原子退激而发出波长在可见光波段的荧光. (2) 荧光光子被收集到光电倍增管(PMT)的光阴极, 通过光电效应打出光电子. (3) 电子运动并倍增,并在阳极输出回路输出信号. 闪烁探测器可用来测量入射粒子的能量.? §5.2 闪烁体 理想的闪烁体: 探测效率高,转换效率高,线性范围大, 自吸收小,发光时间短,加工性能好. 一.闪烁体的分类 二.闪烁体的发光机制 三.闪烁体的物理特性 四.常用闪烁体

一、闪烁体的分类

二、闪烁体的发光机制 无机闪烁体: 光输出产额高、线性好,发光时间较长. 有机闪烁体: 发光时间短,光输出产额低.

1、无机闪烁体的发光机制

2、有机闪烁体的发光机制(自学) 无机闪烁体的发光机制: 掺杂的无机晶体:NaI(Tl)、CsI(Tl),也叫卤 素碱金属晶体. 导带 激带 禁带 满带 导体:Eg3ev NaI(Tl): Eg=7.3ev 导带上自由电子和满带上空穴可以复合成激子;

入射粒子可以产生电子-空穴对,也可产生激子.退激可 能发出光子,也可能晶格振动而不发光. 纯离子晶体: 退激发出的光子容易 被晶体自吸收,传输 出的光子少禁带宽度 大,退激发光在紫外 光范围,光阴极不响 应 导带 激带 禁带 满带 在晶体中掺杂,叫做激活剂,含量10?3量级.杂质形成特殊晶 格点,并在禁带中形成局部能级.原子受激产生的电子-空穴 迁移到杂质能量的激发态和基态上,使杂质原子处于激发态. 杂质原子退激: 荧光: