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Lexsyg釋光探測器 ||在材料表征科研領域應用分享

更新時間:2025-03-25點擊次數(shù):594

Lexsyg釋光探測器 ||在材料表征科研領域應用分享

新型摻銀晶體問世!中子檢測靈敏度提升,輻射劑量測定進入新紀元

探索 Ag 摻雜 Li?B?O?單晶:OSL 特性與中子探測敏感度

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在核電站泄漏監(jiān)測、病癥放療劑量校準等場景中,中子檢測的精確度直接關系生命安全。傳統(tǒng)熱釋光材料因熱淬滅效應導致信號失真,這一困局終被打破——印度Bhabha原子研究中心新研發(fā)的摻銀四硼酸鋰(LTB:Ag)單晶,結合德國Freiberg Instrumentslexsyg TL/OSL智能系統(tǒng),實現(xiàn)了中子檢測靈敏度與量程的雙重突破!

01 材料升級:會"呼吸"的晶體誕生記

研究團隊采用梯度控溫Czochralski法,在氬氣保護下成功培育出直徑25mmLTB:Ag單晶(圖1)。XPS能譜證實,Ag?通過4d→5s電子躍遷形成發(fā)光中心,其270 nm紫外發(fā)射峰強度較傳統(tǒng)材料提升3倍。這種類人體組織等效特性(Zeff=7.3),使其在穿戴式劑量計開發(fā)中占鰲頭。

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1. LTB:Ag單晶

02 lexsyg系統(tǒng):看不見的精密之手

實驗全程采用lexsyg Research TL/OSL Reader完成重要檢測:
1458 nm藍光LED陣列實現(xiàn)非接觸式光學激發(fā)
2 配備Hoya U-340+Schott BG39復合濾光系統(tǒng)
3)光子計數(shù)型PMT探測器靈敏度達10?1? W
該系統(tǒng)"冷讀取"模式,規(guī)避了傳統(tǒng)熱釋光檢測的熱擾動誤差,使0.1 mGy級極低劑量檢測成為可能(圖2,3)。

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2. (a) PL激發(fā)和發(fā)射光譜(b)LTB:Ag的放射發(fā)光光譜。

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3. 0.1Gy1KGy范圍內不同劑量在固定時間間隔的時間積分OSL強度。

03 性能炸裂:中子場的"火眼金睛"

lexsyg系統(tǒng)加持下,LTB:Ag展現(xiàn)出驚人特性:
1)中子特異性響應:通過硼橡膠屏蔽技術,成功分離γ射線本底(圖4
2)超寬動態(tài)范圍:熱中子注量3×10?-3×10? n/cm2內線性響應
3)快速衰減特性:藍光激發(fā)10秒即可獲取95%信號量
對比商用Al?O?:C材料,其中子靈敏度提升8倍,且無需復雜轉換層。

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4. LTB:Ag樣品在暴露于3 *108中子流后的OSL曲線(虛線)以及γ背景(實線)。小圖顯示了根據不同注量的固定時間間隔的曲線計算的時間積分OSL強度;

04 產業(yè)落地:從實驗室到手術室

研究團隊已啟動三項應用驗證:
1)放療實時監(jiān)測:利用LTB:Ag的瞬態(tài)響應特性開發(fā)體內探測器
2)中子成像板:基于190 nm波長差實現(xiàn)微米級空間分辨率
3)核廢料監(jiān)測:lexsyg系統(tǒng)遠程讀取功能保障人員安全

 


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