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Lexsyg釋光探測器 ||在材料表征科研領域應用分享

閱讀:300      發布時間:2025-3-25
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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

img1 

在核電站泄漏監測、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的摻銀四硼酸鋰(LTB:Ag)單晶,結合德國Freiberg Instrumentslexsyg TL/OSL智能系統,實現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電子躍遷形成發光中心,其270 nm紫外發射峰強度較傳統材料提升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中占鰲頭。

img2 

1. LTB:Ag單晶

02 lexsyg系統: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陣列實現非接觸式光學激發
2 配備Hoya U-340+Schott BG39復合濾光系統
3)光子計數型PMT探測器靈敏度達10?1? W
該系統"冷讀取"模式,規避了傳統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)。

img3 

2. (a) PL激發和發射光譜(b)LTB:Ag的放射發光光譜。

img4 

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系統加持下,LTB:Ag展現出驚人特性:
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。

img5 

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)放療實時監測:利用LTB:Ag的瞬態響應特性開發體內探測器
2)中子成像板:基于190 nm波長差實現微米級空間分辨率
3)核廢料監測:lexsyg系統遠程讀取功能保障人員安全

 


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