Influencia del co-dopaje Zn²⁺ en el desempeño de scintilación de los cristales Cs₂LaLiBr₆∶Ce

LIU Qiong ,  

WEI Qinhua ,  

TONG Yufeng ,  

ZHANG Wenjie ,  

YIN Hang ,  

TANG Gao ,  

ZHANG Suyin ,  

QIN Laishun ,  

摘要

Los cristales Cs₂LaLiBr₆∶Ce (CLLB∶Ce) tienen una excelente resolución energética y una alta salida de luz, pero el desempeño en la discriminación neutrón/gamma (n/γ) y otras propiedades de scintilación aún necesitan mejoras. Este estudio utilizó el método Bridgman para preparar con éxito cristales CLLB∶Ce de tamaño Φ10 mm×50 mm, co-dopados con diferentes concentraciones de Zn²⁺. Se investigó sistemáticamente el efecto del co-dopaje con Zn²⁺ sobre la estructura cristalina, el desempeño de scintilación y las características de defectos en los cristales CLLB∶Ce. Se analizó mediante termoluminiscencia (TL) los cambios en la posición y cantidad de niveles de defectos en el cristal después del co-dopaje; junto con la espectroscopía de emisión de rayos X a temperatura variable (XEL), se reveló el mecanismo de influencia de los defectos en el mecanismo de scintilación. Los resultados muestran que el co-dopaje con Zn²⁺ reestructura los niveles de defectos de la matriz; el ajuste de tipos y cantidades de defectos puede regular el proceso de scintilación e influir en la proporción entre componentes rápida y lenta del tiempo de vida de scintilación. Con un co-dopaje del 0.1% Zn²⁺, la resolución energética bajo la radiación 137Cs a 662 keV mejoró de 3.8% a 3.2%, superando a los cristales comerciales LaBr₃∶Ce. Por lo tanto, el co-dopaje con Zn²⁺ es un método eficaz para mejorar el desempeño de scintilación de los cristales CLLB∶Ce, y también permite modular el tiempo de decaimiento para influir en la discriminación n/γ. Los cristales CLLB∶Ce dopados con Zn tienen buenas perspectivas de aplicación en la detección de radiación nuclear.

关键词

cristales scintiladores; CLLB∶Ce; discriminación neutrón/gamma; desempeño de scintilación; termoluminiscencia; discusión del mecanismo

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