CN113219518A - 一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法 - Google Patents

一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113219518A
CN113219518A CN202110500719.1A CN202110500719A CN113219518A CN 113219518 A CN113219518 A CN 113219518A CN 202110500719 A CN202110500719 A CN 202110500719A CN 113219518 A CN113219518 A CN 113219518A
Authority
CN
China
Prior art keywords
scintillator
perovskite
photoelectric conversion
conversion device
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110500719.1A
Other languages
English (en)
Inventor
刘林月
欧阳晓平
阮金陆
张显鹏
李辉
张昊哲
金鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwest Institute of Nuclear Technology
Original Assignee
Northwest Institute of Nuclear Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwest Institute of Nuclear Technology filed Critical Northwest Institute of Nuclear Technology
Priority to CN202110500719.1A priority Critical patent/CN113219518A/zh
Publication of CN113219518A publication Critical patent/CN113219518A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T3/00—Measuring neutron radiation
    • G01T3/06—Measuring neutron radiation with scintillation detectors
    • G01T3/065—Spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2002—Optical details, e.g. reflecting or diffusing layers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
    • G01T1/2023—Selection of materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/36—Measuring spectral distribution of X-rays or of nuclear radiation spectrometry
    • G01T1/362—Measuring spectral distribution of X-rays or of nuclear radiation spectrometry with scintillation detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/36—Measuring spectral distribution of X-rays or of nuclear radiation spectrometry
    • G01T1/38—Particle discrimination and measurement of relative mass, e.g. by measurement of loss of energy with distance (dE/dx)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T3/00—Measuring neutron radiation
    • G01T3/001—Spectrometry
    • G01T3/003—Recoil spectrometers

Abstract

本发明涉及一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法，其目的是解决现有辐射探测装置存在若采用有机闪烁体，对中子和带电粒子的响应存在显著的能量响应非线性问题，导致难以根据中子响应结果准确回推核反应过程释放的中子数目和中子产额等信息，进而带来核反应的总量难以准确测定，若采用无机闪烁体，时间响应慢和对中子不灵敏的技术问题。该装置包括富氢钙钛矿闪烁体、光电转换器件、电源，以及信号采集分析处理单元；光电转换器件的光阴极面向富氢钙钛矿闪烁体；信号采集分析处理单元包括示波器、放大器、多道分析器和计算机。该方法是利用该装置进行中子和伽马射线的甄别和能量获取。

Description

一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法
技术领域
本发明涉及辐射探测装置及探测方法，具体涉及一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法。
背景技术
中子被视为打开核能的金钥匙，被用于诱发重核裂变释放核能。核裂变和核聚变过程会释放中子，释放的中子会携带大量核反应过程的直接信息。因此，对于中子的有效探测和高水平诊断具有极其重要的意义，是人类有效利用核能，以及了解和把握核反应过程特征的基础和关键。快中子探测对核反应过程研究非常重要。含氢闪烁体与光电转换器件组成的闪烁探测组件是实现快中子探测的有力选择，探测组件与显示处理单元一起形成探测系统，利用时间响应快和发光能力强的闪烁体，可获得高灵敏度和高信噪比的辐射探测系统。但目前可用的含氢闪烁体主要为有机闪烁体(包括塑闪、液闪、蒽、芪有机单晶闪烁体等)和无机闪烁体，有机闪烁体对中子和带电粒子存在显著的能量响应非线性问题，由于在单位能量下中子或次级带电粒子的光产额不同，导致难以根据中子响应结果准确回推核反应过程释放的中子数目和中子产额等信息，进而带来核反应的总量难以准确测定等问题；无机闪烁体的缺点是时间响应慢和对中子不灵敏。
近年来，钙钛矿材料作为国际上闪烁材料研究的热点和前沿，有望同时实现超快发光衰减(ns级)和超强发光效率，其对中子和带电粒子具有较好的能量响应线性。目前钙钛矿闪烁体的研究主要集中在X射线的探测和成像。现有技术中基于钙钛矿的中子探测相关报道非常少，只检索到一篇报道了通过6Li掺杂钙钛矿闪烁体实现了热中子探测的文献，目前尚未见利用钙钛矿闪烁体实现快中子辐射探测的报道。
发明内容
本发明的目的是解决现有辐射探测装置存在若采用有机闪烁体，对中子和带电粒子的响应存在显著的能量响应非线性问题，导致难以根据中子响应结果准确回推核反应过程释放的中子数目和中子产额等信息，进而带来核反应的总量难以准确测定，若采用无机闪烁体，时间响应慢和对中子不灵敏的技术问题，提供一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：
本发明提供一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置，其特征在于：
包括作为辐射-光转换体的富氢钙钛矿闪烁体、光电转换器件、为光电转换器件供电的电源，以及信号采集分析处理单元；
所述光电转换器件的光阴极面向富氢钙钛矿闪烁体；
所述信号采集分析处理单元包括示波器、放大器、多道分析器和计算机；
所述光电转换器件的输出端分别连接示波器和放大器的输入端，放大器的输出端连接多道分析器的输入端，示波器和多道分析器的输出端分别连接计算机的输入端；
所述富氢钙钛矿闪烁体为富氢有机-重金属卤化物杂化材料；
所述光电转换器件为光电管、光电倍增管、微通道管和光伏器件中的一种。
进一步地，所述富氢钙钛矿闪烁体、光电转换器件和示波器，均具有纳秒级以上的时间响应特性。
进一步地，所述信号采集分析处理单元还包括粒子甄别用电子学插件，其输入端连接所述光电转换器件的输出端，输出端连接计算机的输入端。
进一步地，还包括中子-质子转换靶，设置于富氢钙钛矿闪烁体靠近核反应中心且远离光电转换器件的一侧。
进一步地，还包括光电耦合器件，设置于富氢钙钛矿闪烁体与光电转换器件之间。
进一步地，还包括反射镜，设置于靠近富氢钙钛矿闪烁体处，反射镜的反射面与富氢钙钛矿闪烁体各个表面中除朝向光电转换器件的表面外的其余各个表面相对。
进一步地，所述富氢钙钛矿闪烁体为一维材料或二维材料或三维材料。
进一步地，所述富氢钙钛矿闪烁体为单晶或有机聚合物膜。
进一步地，所述富氢钙钛矿闪烁体的材料为(PEA)2PbBr4或(BA)2PbBr4。
本发明还提供一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
1)将上述基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置的富氢钙钛矿闪烁体和光电转换器件，放置于距离核反应中心L米远的测点处，使得核反应过程释放的包含有中子和伽马射线的辐射到达富氢钙钛矿闪烁体；
所述L需满足：在测点位置测得的中子和伽马射线的响应信号的飞行时间差大于所述基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置的时间分辨，足以区分中子和伽马射线的响应信号；
2)对中子和伽马射线的粒子甄别和能量获取
A)粒子甄别
A.1)分别获取单个中子和单个伽马射线光子的响应信号
A.1.1)获取单个中子的响应信号
A.1.1.1)中子与富氢钙钛矿闪烁体中的氢发生作用，产生反冲质子；
A.1.1.2)反冲质子在富氢钙钛矿闪烁体内损失能量，激发光子；
A.1.1.3)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号，将电信号显示于示波器上并保存于计算机内；
A.1.2)获取单个伽马射线光子的响应信号
A.1.2.1)伽马射线光子与富氢钙钛矿闪烁体作用，产生次级电子；
A.1.2.2)次级电子在富氢钙钛矿闪烁体内损失能量，激发光子；
A.1.2.3)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号，将电信号显示于示波器上并保存于计算机内；
A.2)利用计算机分析软件，对步骤A.1.1.3)和步骤A.1.2.3)所得结果进行中子和伽马射线光子的甄别；
A.3)重复步骤A.1.1.1)至步骤A.2)相同的操作，得到多组甄别结果；
A.4)将所有甄别结果绘制成统计谱图；
B)能量获取
B.1)获取大量中子的响应信号幅度谱
B.1.1)大量中子与富氢钙钛矿闪烁体中的氢发生作用，产生反冲质子；
B.1.2)反冲质子在富氢钙钛矿闪烁体内损失能量，激发光子；
B.1.3)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号；
B.1.4)电信号进入被放大器放大，放大后的电信号进入多道分析器，进行幅度分析统计，得到响应信号幅度谱；
B.1.5)读取响应信号幅度谱的最大能量截止位置，该位置对应0度角反冲质子能量，该能量等于入射中子的能量；
B.2)获取大量伽马射线光子的响应信号幅度谱
B.2.1)大量伽马射线光子与富氢钙钛矿闪烁体作用，产生次级电子；
B.2.2)次级电子在富氢钙钛矿闪烁体内损失能量，激发光子；
B.2.3)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号；
B.2.4)电信号进入放大器被放大，放大后的电信号进入多道分析器，进行幅度分析统计，得到响应信号幅度谱；
B.2.5)读取响应信号幅度谱康普顿峰下降沿的中心位置对应的电子能量Eemax，利用电子能量Eemax，根据下式，计算入射伽马射线光子的能量Eγ
Figure BDA0003056113440000041
其中，
Eemax为响应信号幅度谱康普顿峰下降沿的中心位置对应的电子能量；
Eγ为伽马射线光子的能量；
m0为电子的静止质量；
c为真空光速。
本发明相比现有技术具有的有益效果如下：
1、本发明提供的基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法，采用的富氢钙钛矿闪烁体，是一种含氢的有机-无机杂化闪烁体，具有超高的辐射致光产额，对中子和伽马射线等辐射的灵敏度较高，可直接实现对核反应所产生快中子的探测，可开展脉冲混合场里中子和伽马射线的联合诊断。
2、本发明提供的基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法，采用的富氢钙钛矿闪烁体，具有较快发光衰减时间，辐射导致的发光会很快衰减，在基于飞行时间法的中子探测中，配合超快的光电转换器件，可达到较高的能量分辨率。
3、本发明提供的基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法，适合探测的中子能谱范围较宽，适合探测几十千电子伏到几十兆电子伏的中子，利用0度反冲质子能量截止位置，可获得中子的能量。
4、本发明提供的基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法，采用的富氢钙钛矿闪烁体，既具有有机闪烁体含氢的特性，可实现快中子探测，又具有无机闪烁体的能量响应线性好的特点。
5、本发明提供的基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法，既可实现对单个中子或伽马射线光子的探测，也可获得多个中子和多个伽马射线光子在短时间内的群行为特征。
附图说明
图1为本发明基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置的结构示意图，图中n代表中子，γ代表伽马射线；
图2为本发明中基于有机-无机杂化的富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置与现有采用无机闪烁体的辐射探测装置和采用有机闪烁体的辐射探测装置的性能对比表格，本图为举例，有机闪烁体选取塑料闪烁体ST401举例，无机闪烁体选取LSO举例，富氢钙钛矿闪烁体选取(PEA)2PbBr4举例。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地说明。
本发明提供一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置，如图1所示，包括作为辐射-光转换体的富氢钙钛矿闪烁体、光电转换器件、为光电转换器件供电的电源，以及信号采集分析处理单元；所述光电转换器件的光阴极面向富氢钙钛矿闪烁体；所述信号采集分析处理单元包括示波器、放大器、多道分析器和计算机；所述光电转换器件的输出端分别连接示波器和放大器的输入端，放大器的输出端连接多道分析器的输入端，示波器和多道分析器的输出端分别连接计算机的输入端；所述富氢钙钛矿闪烁体为富氢有机-重金属卤化物杂化材料；所述光电转换器件为光电管、光电倍增管、微通道管和光伏器件中的一种。所述富氢钙钛矿闪烁体、光电转换器件和示波器，均具有纳秒级以上的时间响应特性。
所述富氢钙钛矿闪烁体，可以为一维材料或二维材料或三维材料；可以为单晶或有机聚合物膜；可以为(PEA)2PbBr4或(BA)2PbBr4，优选二维单晶(PEA)2PbBr4，(PEA)2PbBr4的制备方法可参考期刊《Journal of Materials Chemistry C》于2019年第7期1584-1591页，发表的文章“Two-dimensional(PEA)2PbBr4 perovskite single crystals for a highperformance UV-detector”。
当然，所述信号采集分析处理单元还包括粒子甄别用电子学插件，其输入端连接所述光电转换器件的输出端，输出端连接计算机的输入端，所述粒子甄别用电子学插件用于替代示波器和计算机的甄别功能。
可选的，还包括中子-质子转换靶，设置于富氢钙钛矿闪烁体靠近核反应中心且远离光电转换器件的一侧；可选的，还包括光电耦合器件，设置于富氢钙钛矿闪烁体与光电转换器件之间；可选的，还包括反射镜，设置于靠近富氢钙钛矿闪烁体处，设置于靠近富氢钙钛矿闪烁体处，反射镜的反射面与富氢钙钛矿闪烁体各个表面中除朝向光电转换器件的表面外的其余各个表面相对。
本发明还提供一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测方法，包括以下步骤：
1)将上述基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置的富氢钙钛矿闪烁体和光电转换器件，放置于距离核反应中心L米远的测点处，使得核反应过程释放的包含有中子、伽马射线和带电粒子的辐射能够到达富氢钙钛矿闪烁体；
所述L需满足：在测点位置测得的中子和伽马射线的响应信号的飞行时间差大于所述基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置的时间分辨，足以区分中子和伽马射线的响应信号(响应波形)；
2)对中子和伽马射线的粒子甄别和能量获取
A)粒子甄别
A.1)分别获取单个中子和单个伽马射线光子的响应信号
A.1.1)获取单个中子的响应信号
A.1.1.1)中子与富氢钙钛矿闪烁体中的氢发生作用，产生反冲质子；
A.1.1.2)反冲质子在富氢钙钛矿闪烁体内损失能量，激发光子；
A.1.1.3)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号，将电信号显示于示波器上并保存于计算机内；
A.1.2)获取单个伽马射线光子的响应信号
A.1.2.1)伽马射线光子与富氢钙钛矿闪烁体作用，产生次级电子；
A.1.2.2)次级电子在富氢钙钛矿闪烁体内损失能量，激发光子；
A.1.2.3)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号，将电信号显示于示波器上并保存于计算机内；
A.2)利用计算机分析软件，对步骤A.1.1.3)和步骤A.1.2.3)所得结果进行中子和伽马射线光子的甄别；
A.3)重复步骤A.1.1.1)至步骤A.2)相同的操作，得到多组甄别结果；
A.4)将所有甄别结果绘制成统计谱图；
B)能量获取
B.1)获取大量中子的响应信号幅度谱
B.1.1)大量中子与富氢钙钛矿闪烁体中的氢发生作用，产生反冲质子；
B.1.2)反冲质子在富氢钙钛矿闪烁体内损失能量，激发光子；
B.1.3)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号；
B.1.4)电信号进入被放大器放大，放大后的电信号进入多道分析器，进行幅度分析统计，得到响应信号幅度谱；
B.1.5)读取响应信号幅度谱的最大能量截止位置，该位置对应0度角反冲质子能量，该能量等于入射中子的能量；
B.2)获取大量伽马射线光子的响应信号幅度谱
B.2.1)大量伽马射线光子与富氢钙钛矿闪烁体作用，产生次级电子；
B.2.2)次级电子在富氢钙钛矿闪烁体内损失能量，激发光子；
B.2.3)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号；
B.2.4)电信号进入放大器被放大，放大后的电信号进入多道分析器，进行幅度分析统计，得到响应信号幅度谱；
B.2.5)读取响应信号幅度谱康普顿峰下降沿的中心位置对应的电子能量Eemax，利用电子能量Eemax，根据下式，计算入射伽马射线光子的能量Eγ
Figure BDA0003056113440000081
其中，
Eemax为响应信号幅度谱康普顿峰下降沿的中心位置对应的电子能量；
Eγ为伽马射线光子的能量；
m0为电子的静止质量；
c为真空光速。
当然，若需要获取单个带电粒子的响应信号，也可以利用本发明的探测装置实现，具体步骤为：
A.1.3.1)带电粒子在富氢钙钛矿闪烁体内损失能量，激发光子；
A.1.3.2)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号，将电信号显示于示波器上并保存于计算机内。
此外，步骤A.1.1.3)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号，将电信号显示于示波器上并保存于计算机内，步骤A.1.2.3)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号，将电信号显示于示波器上并保存于计算机内，步骤A.2)利用计算机分析软件，对步骤A.1.1.3)和步骤A.1.2.3)所得结果进行中子和伽马射线光子的甄别的操作，可替换为光子直接进入粒子甄别用电子学插件进行中子和伽马射线光子的甄别，这种替换为现有公知的替换方式。
图2为本发明中基于有机-无机杂化的富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置与现有采用无机闪烁体的辐射探测装置和采用有机闪烁体的辐射探测装置的性能对比表格。本图为举例，有机闪烁体选取塑料闪烁体ST401举例，无机闪烁体选取LSO举例，富氢钙钛矿闪烁体选取(PEA)2PbBr4举例。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对前述各实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所保护技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置，其特征在于：
包括作为辐射-光转换体的富氢钙钛矿闪烁体、光电转换器件、为光电转换器件供电的电源，以及信号采集分析处理单元；
所述光电转换器件的光阴极面向富氢钙钛矿闪烁体；
所述信号采集分析处理单元包括示波器、放大器、多道分析器和计算机；
所述光电转换器件的输出端分别连接示波器和放大器的输入端，放大器的输出端连接多道分析器的输入端，示波器和多道分析器的输出端分别连接计算机的输入端；
所述富氢钙钛矿闪烁体为富氢有机-重金属卤化物杂化材料；
所述光电转换器件为光电管、光电倍增管、微通道管和光伏器件中的一种。
2.根据权利要求1所述基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置，其特征在于：
所述富氢钙钛矿闪烁体、光电转换器件和示波器，均具有纳秒级以上的时间响应特性。
3.根据权利要求2所述基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置，其特征在于：
所述信号采集分析处理单元还包括粒子甄别用电子学插件，其输入端连接所述光电转换器件的输出端，输出端连接计算机的输入端。
4.根据权利要求2所述基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置，其特征在于：
还包括中子-质子转换靶，设置于富氢钙钛矿闪烁体靠近核反应中心且远离光电转换器件的一侧。
5.根据权利要求4所述基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置，其特征在于：
还包括光电耦合器件，设置于富氢钙钛矿闪烁体与光电转换器件之间。
6.根据权利要求1至5任一所述基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置，其特征在于：
还包括反射镜，设置于靠近富氢钙钛矿闪烁体处，反射镜的反射面与富氢钙钛矿闪烁体各个表面中除朝向光电转换器件的表面外的其余各个表面相对。
7.根据权利要求1所述基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置，其特征在于：
所述富氢钙钛矿闪烁体为一维材料或二维材料或三维材料。
8.根据权利要求1所述基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置，其特征在于：
所述富氢钙钛矿闪烁体为单晶或有机聚合物膜。
9.根据权利要求1所述基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置，其特征在于：
所述富氢钙钛矿闪烁体的材料为(PEA)2PbBr4或(BA)2PbBr4。
10.一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将权利要求1至9任一所述基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置的富氢钙钛矿闪烁体和光电转换器件，放置于距离核反应中心L米远的测点处，使得核反应过程释放的包含有中子和伽马射线的辐射到达富氢钙钛矿闪烁体；
所述L需满足：在测点位置测得的中子和伽马射线的响应信号的飞行时间差大于所述基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置的时间分辨，足以区分中子和伽马射线的响应信号；
2)对中子和伽马射线的粒子甄别和能量获取
A)粒子甄别
A.1)分别获取单个中子和单个伽马射线光子的响应信号
A.1.1)获取单个中子的响应信号
A.1.1.1)中子与富氢钙钛矿闪烁体中的氢发生作用，产生反冲质子；
A.1.1.2)反冲质子在富氢钙钛矿闪烁体内损失能量，激发光子；
A.1.1.3)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号，将电信号显示于示波器上并保存于计算机内；
A.1.2)获取单个伽马射线光子的响应信号
A.1.2.1)伽马射线光子与富氢钙钛矿闪烁体作用，产生次级电子；
A.1.2.2)次级电子在富氢钙钛矿闪烁体内损失能量，激发光子；
A.1.2.3)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号，将电信号显示于示波器上并保存于计算机内；
A.2)利用计算机分析软件，对步骤A.1.1.3)和步骤A.1.2.3)所得结果进行中子和伽马射线光子的甄别；
A.3)重复步骤A.1.1.1)至步骤A.2)相同的操作，得到多组甄别结果；
A.4)将所有甄别结果绘制成统计谱图；
B)能量获取
B.1)获取大量中子的响应信号幅度谱
B.1.1)大量中子与富氢钙钛矿闪烁体中的氢发生作用，产生反冲质子；
B.1.2)反冲质子在富氢钙钛矿闪烁体内损失能量，激发光子；
B.1.3)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号；
B.1.4)电信号进入被放大器放大，放大后的电信号进入多道分析器，进行幅度分析统计，得到响应信号幅度谱；
B.1.5)读取响应信号幅度谱的最大能量截止位置，该位置对应0度角反冲质子能量，该能量等于入射中子的能量；
B.2)获取大量伽马射线光子的响应信号幅度谱
B.2.1)大量伽马射线光子与富氢钙钛矿闪烁体作用，产生次级电子；
B.2.2)次级电子在富氢钙钛矿闪烁体内损失能量，激发光子；
B.2.3)光子进入光电转换器件，被光电转换器件转换为电信号；
B.2.4)电信号进入放大器被放大，放大后的电信号进入多道分析器，进行幅度分析统计，得到响应信号幅度谱；
B.2.5)读取响应信号幅度谱康普顿峰下降沿的中心位置对应的电子能量Eemax，利用电子能量Eemax，根据下式，计算出入射伽马射线光子的能量Eγ
Figure FDA0003056113430000031
其中，
Eemax为响应信号幅度谱康普顿峰下降沿的中心位置对应的电子能量；
Eγ为伽马射线光子的能量；
m0为电子的静止质量；
c为真空光速。
CN202110500719.1A 2021-05-08 2021-05-08 一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法 Pending CN113219518A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110500719.1A CN113219518A (zh) 2021-05-08 2021-05-08 一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110500719.1A CN113219518A (zh) 2021-05-08 2021-05-08 一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113219518A true CN113219518A (zh) 2021-08-06

Family

ID=77094077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110500719.1A Pending CN113219518A (zh) 2021-05-08 2021-05-08 一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113219518A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114994743A (zh) * 2022-06-14 2022-09-02 西北核技术研究所 一种快中子时间谱探测方法及装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1418315A (zh) * 2001-01-15 2003-05-14 科学技术振兴事业团 放射线检测装置
US20040129922A1 (en) * 2001-07-31 2004-07-08 Kengo Shibuya Radiation detector
JP2006170827A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Japan Science & Technology Agency 放射線検出用シンチレーター
US20110284731A1 (en) * 2010-05-19 2011-11-24 Schlumberger Technology Corporation Gamma-ray detectors for downhole applications
CN108028263A (zh) * 2015-09-17 2018-05-11 皇家飞利浦有限公司 用于制造辐射探测器的方法和辐射探测器
CN109468131A (zh) * 2018-11-01 2019-03-15 南京航空航天大学 用于核辐射探测的有机-无机钙钛矿闪烁体及其制备方法
JP2020071120A (ja) * 2018-10-31 2020-05-07 三菱電機株式会社 放射線検出器
US20200379131A1 (en) * 2019-04-10 2020-12-03 Deep Science, Llc Low-Temperature Perovskite Scintillators and Devices With Low-Temperature Perovskite Scintillators

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1418315A (zh) * 2001-01-15 2003-05-14 科学技术振兴事业团 放射线检测装置
US20040129922A1 (en) * 2001-07-31 2004-07-08 Kengo Shibuya Radiation detector
JP2006170827A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Japan Science & Technology Agency 放射線検出用シンチレーター
US20110284731A1 (en) * 2010-05-19 2011-11-24 Schlumberger Technology Corporation Gamma-ray detectors for downhole applications
CN108028263A (zh) * 2015-09-17 2018-05-11 皇家飞利浦有限公司 用于制造辐射探测器的方法和辐射探测器
JP2020071120A (ja) * 2018-10-31 2020-05-07 三菱電機株式会社 放射線検出器
CN109468131A (zh) * 2018-11-01 2019-03-15 南京航空航天大学 用于核辐射探测的有机-无机钙钛矿闪烁体及其制备方法
US20200379131A1 (en) * 2019-04-10 2020-12-03 Deep Science, Llc Low-Temperature Perovskite Scintillators and Devices With Low-Temperature Perovskite Scintillators

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
欧阳晓平 等: "Bulk Organic–Inorganic Methylammonium Lead Halide Perovskite Single Crystals for Indirect Gamma Ray Detection", ACS APPL. MATER. INTERFACES, pages 47485 - 47490 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114994743A (zh) * 2022-06-14 2022-09-02 西北核技术研究所 一种快中子时间谱探测方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7582880B2 (en) Neutron detector using lithiated glass-scintillating particle composite
US8692205B2 (en) Combined method for detecting and positioning high energy radiation
CA2702961C (en) Fast neutron spectroscopy using neutron-induced charged particle reactions
EP0927368A1 (en) Low-energy neutron detector based upon lithium lanthanide borate scintillators
Grodzicka-Kobylka et al. Silicon photomultipliers in gamma spectroscopy with scintillators
CN110133710B (zh) 一种信号校正的方法及装置
Carchon et al. Gamma radiation detectors for safeguards applications
Lynde et al. Optimization of the charge comparison method for multiradiation field using various measurement systems
Vitullo et al. Developing and testing a miniature fiber-coupled scintillator for in-core neutron counting in CROCUS
CN113219518A (zh) 一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法
CN113238275A (zh) 基于富氢钙钛矿闪烁体的微型辐射探测组件、装置及方法
US11163076B2 (en) Method for the detection of neutrons with scintillation detectors used for gamma ray spectroscopy
Takasaki et al. Performance of a photomultiplier tube with transmissive dynodes in a high magnetic field
Hutchinson et al. Position-sensitive scintillation neutron detectors using a crossed-fiber optic readout array
Dambacher et al. Measurements with coplanar grid (Cd, Zn) Te detectors and development of the GMCA (Gamma-ray analysis digital filter Multi Channel Analyzer)
Barton et al. A novel neutron multiplicity detector using lithium fluoride and zinc sulphide scintillator
Hu et al. Performance comparison of two SiPM arrays with matrix or row/column output electrodes for PET and radiation detector applications
US11726219B2 (en) Multimodal photon and neutron imaging devices with fast event-by-event multisampling readout and optimized particle type discrimination
Ortendahl et al. Operating characteristics of small position-sensitive mercuric iodide detectors
Nakamura et al. Neutron-sensitive ZnS/10B2O3 ceramic scintillator detector as an alternative to a 3He-gas-based detector for a plutonium canister assay system
Wang et al. Positron Burst Detection Based on Silicon Photomultiplier Arrays and DRS4
Quynh et al. Experimental study of fast neutron detectors with a pulse shape discrimination method
Banerjee et al. Testing and characterization of a scintillator based position sensitive detector assembly for a one-shot gamma ray scanning setup
Moses et al. Observation of fast scintillation of cryogenic PbI/sub 2/with VLPCs
Frame et al. Neutron and gamma pulse shape discrimination in a liquid scintillator counter for neutron multiplicity measurements of enriched uranium

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination