Crescimento e desempenho de cintilação de cristais de iodeto de sódio co-dopados com zinco e tálio

TIAN Dongsheng ,  

ZHANG Bin ,  

YIN Zurong ,  

LI Maolin ,  

XU Wusheng ,  

ZHANG Zhenxi ,  

JIA Yongchao ,  

XU Zhaopeng ,  

摘要

Cristais de NaI∶Zn (0, 0,05%, 0,08%, 0,4%) e Tl (0,18%) foram cultivados pelo método de descida de cadinho. As amostras cristalinas foram testadas por difração de raios X em pó, espectroscopia de emissão de plasma acoplado indutivamente e espectros de transmissão no ultravioleta, visível e próximo infravermelho. Os resultados mostraram que os cristais cultivados possuem uma fase única, e a dopagem com íons Zn e Tl não alterou a estrutura cristalina do NaI; com o aumento da concentração de dopagem de Zn, a concentração de íons Zn2+ no cristal aumentou, enquanto a concentração de íons Tl+ diminuiu; a transmitância do cristal apresenta uma tendência de primeiro aumentar e depois diminuir com o aumento da concentração de dopagem de Zn, sendo a transmitância máxima observada na concentração de 0,08% de Zn, e todas as amostras apresentam transmitância superior a 70% na faixa de 350~700 nm. Após os processos de corte, lixamento, polimento e encapsulamento, os cristais NaI∶Zn, Tl foram encapsulados como elementos detectores de radiação. Os testes de desempenho de cintilação demonstraram que, sob excitação pela fonte radiactiva 137Cs, a resolução energética dos cristais NaI∶Zn, Tl com dopagem de Zn de 0,05% e 0,08% é ≤6,80%, e a saída de luz aumentou de 6% a 10% em comparação com os cristais NaI∶Tl, beneficiando a aplicação adicional dos cristais de NaI na detecção de partículas de alta energia.

关键词

cristais de iodeto de sódio;dopagem de Zn;método de descida de cadinho;crescimento de cristais;transmitância;resolução energética;saída de luz relativa

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