基于LaBr3(Ce)双层闪烁晶体的软X射线探测方法研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:deboywang126
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LaBr3(Ce)是一种新型闪烁体探测材料,这种新型探测材料比NaI(Tl)晶体具有更高的能量分辨率,其能量分辨率接近于CZT探测器,又因其大体积而有高探测效率。该探测器还具有比如高闪烁光输出,短衰减时间等优点。由于其良好的性能和易用性,目前成为核辐射探测领域的研究热点。在ST401塑料闪烁体前端配置薄膜LaBr3(Ce)晶体的双层闪烁探测器对软X射线探测特性研究方面,本文主要采用蒙特卡罗程序模拟的方法并且计算前端LaBr3(Ce)晶体厚度处于微米量级和毫米量级情况下,对其探测效率的影响。在确定前端LaBr3(Ce)晶体的合适厚度后,改变闪烁体的半径从而来选择合适的闪烁体尺寸来探测软X射线。模拟计算结果表明:前端LaBr3(Ce)晶体的厚度为微米量级时,前端LaBr3(Ce)晶体吸收的光子数与ST401塑料闪烁体吸收的光子数相比,并没有绝对的数量级优势。此时进入到ST401闪烁体内的光子数是不可以忽略的;前端LaBr3(Ce)晶体的厚度为毫米量级并且为9 mm,同时X射线源能量为10-100 keV的情况下,LaBr3(Ce)晶体吸收的光子数远远大于后端ST401塑料闪烁体吸收的光子数,二者绝大部分相差四个数量级。此时,后端ST401塑料闪烁体吸收的光子数与LaBr3(Ce)晶体吸收的光子数相比,是完全可以忽略的。而且LaBr3(Ce)晶体吸收的光子数并没有随着La Br3(Ce)晶体厚度的增加而增加,而是趋于稳定;同时在选择合适的闪烁体尺寸的情况下,发现在入射光子的能量为0.2 MeV或者更大后,前端LaBr3(Ce)晶体的吸收的光子数随着入射光子能量的增加而大幅度减少,直到最后趋于稳定。而ST401塑料闪烁体吸收的光子数的数量变化正好相反,这时后端ST401塑料闪烁体吸收的光子数是不能忽略的。同时,本文在闪烁体尺寸相同情况下还将LaBr3(Ce)晶体替换成Cs I(Na)晶体进行模拟,二者进行比较,发现LaBr3(Ce)晶体对X射线的探测效率比Cs I(Na)晶体的更高。
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