《Ce:Cs2LiLaCl6閃爍晶體的製備及其中子-伽馬探測性能研究》是潘尚可為項目負責人，寧波大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Ce:Cs2LiLaCl6閃爍晶體的製備及其中子-伽馬探測性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：潘尚可
- 依託單位：寧波大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Ce:Cs2LiLaCl6（CLCC）晶體是一種具有高光產額、高能量解析度和脈衝形狀甄別(PSD)能力的新型中子-伽馬雙讀出探測閃爍體。但大尺寸高質量CLLC晶體目前尚未製備出來，其n-γ甄別能力隨著晶體厚度的增加將會降低；限制了其探測性能的進一步研究和設備的設計開發。為了解決這些問題，本項目將首次研究CLLC結晶水合物的合成和脫水機理及接種生長的方向對晶體開裂和包裹體形成的影響機制；最終通過坩堝下降法生長出Φ30mm×60mm和Φ50mm×30mm的大尺寸高質量CLLC晶體，並封裝成晶體探測器。研究探測器在中子和伽馬射線激發下光產額、能量解析度、時間回響特性及其n-γ甄別能力的影響機制，並通過組分設計和能帶結構調控來最佳化其PSD性能。本項目的實施，將會促進多組分鹵化物閃爍晶體的製備技術和中子-伽馬雙讀出探測閃爍晶體的性能與能帶結構關係的研究，並為探測中子-伽馬射線提供新型候選探測器。
結題摘要
Ce:Cs2LiLaCl6（CLCC）晶體是一種具有高光產額、高能量解析度和脈衝形狀甄別(PSD)能力的新型中子-伽馬雙讀出探測閃爍體。但大尺寸高質量CLLC晶體目前尚未製備出來，本項目研究了使用化學計量比原料無法生長透明CLLC晶體的原因，發現其主要由於該晶體的非一致熔融特性，並使用過量的LiCl熔體在國際上首次生長出透明的CLLC晶體，目前晶體的最大直徑是15mm,且隨著晶體直徑的增加，LiCl的過量程度需要進一步最佳化。φ9×8mm3的CLLC透明CLLC晶體在137Cs源的γ射線激發下的光輸出在28000ph/meV左右，能量解析度為7.1%。在252Cf中子源激發下的能量解析度為3.1%，具有很好的中子/伽馬射線波形甄別能力。同時還開展了坩堝下降法生長Ce:Cs2LiYCl6晶體的材料製備技術研究，研究了下降速度對晶體透明性的影響，最終生長出了最大直徑達25mm的Ce:Cs2LiYCl6晶體。開展了坩堝下降法生長Ce:Cs2LiLaxY1-xCl6 ( 0＜x ≤ 0.4 )晶體的材料製備技術研究，研究了La3+離子含量、下降速度和過量LiCl對晶體透明性的影響。最終生長出了最大直徑達30mm，長度達100mm的高質量Ce:Cs2LiY0.9La0.1Cl6晶體。研究了Ce:Cs2LiLaCl6和Ce:Cs2LiYCl6晶體的封裝工藝，能夠封裝直徑達到25mm的晶體。本項目向中國工程物理研究院核物理與化學研究所提供了封裝後的Ce:Cs2LiLaCl6和Ce:Cs2LiYCl6晶體晶體樣品，進行中子探測性能研究和新型熱中子探測器的研製，在本項目開展前期研究的基礎和推動下，Ce:Cs2LiYCl6晶體的研製獲得了JPPT項目的支持。
