2023年12月6日发(作者：努比亚z20)

第２７卷２００７年第４期　７月　核电子学与探测技术　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ＆Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖ０１．２７　Ｎ０．４　Ｊｕｌｙ　２００７　国产ＧＳＯ晶体的光产额测量　章志明，李道武，王宝义，张天保，魏　龙　（中国科学院高能物理研究所，中国科学院核分析技术重点实验室，北京１０００４９）　摘要：采用与单光电子相比较的方法测量了国产ＧＳＯ晶体样品的光电子产额，结果表明，ＧＳＯ样　品的光电子产额及能量分辨率与闪烁体在光电倍增管光阴极面上的放置方式有关，在较好条件下，被测　Ｇｓ０晶体的光电子产额可到２０１３ｐｈｅ／ＭｅＶ，对¨　Ｃｓ　６６１．６ｋｅＶ光峰的能量分辩为ＦＷＨＭ＝１０．１　。　关键词：Ｇｓ０晶体；光产额；单光电子　中图分类号：ＴＬＳ１２　文献标识码：Ａ　文章编号：０２５８－０９３４（２００７）０４－０７２７—０３　ＧＳ０晶体是一种新型的闪烁晶体，它有较　产额可达２０１３ｐｅｈ／ＭｅＶ，对¨　ＣＳ的６６１．６ｋｅＶ　高的有效原子系数（Ｚｅｆｆ一５９）和密度（６．７ｇ／　ｃｍ３），具有良好的发光性能（发光寿命６０ｎｓ），　主要发光波长为４４０ｎｍ，不潮解，在核物理、高　能物理等领域具有良好的应用前景，目前在正　电子发射断层成像技术（ＰＥＴ）中也已见应　用［　。　７射线的能量分辨率为ＦＨＷＭ＝１０．１　。　１测量方法与仪器　此次测量的样品由上海联能晶体有限公司　提供，数量为４块，有两种尺寸，表面作全抛光　处理。　本文采用与单光电子相比较的方法测量了　ＧＳ０晶体样品的光电子产额［６］。测量结果表　测量装置的组成如图１所示。高压电源为　ＦＨ４２６Ｂ；光电倍增管采用Ｈａｍａｍａｔｓｕ　Ｒ３３７７　明，光产额与ＧＳ０样品在光电倍增管光阴极面　上放置方式有关，在较好条件下，被测样品的光　（产品序列号为０７３６），其光阴极灵敏度为１Ｏ．　５ｔ￣Ａ／ｌｍ；前置放大器为ＯＲＴＥＣｌｌ３；主放大器　为ＯＲＴＥＣ　５７２，多道分析器为ＯＲＴＥＣ　９２１。　２●　＾－　ＰＩｔＴ抖笛　蠢屏蠹　图１单光电子测量装置组成图　测量前的准备工作包括多道分析器的零点　收稿日期：２００７—０２－２５　作者简介：章志明（１９７５一），江西萍乡人，助理研究　员，从事闪烁探测器及核成像方面的研究　及线性校正、放大器基线调整和放大倍数校准　以及测量光电倍增管增益随高压的变化曲线。　校正多道分析器零点及线性的方法如下：　７２７　 论文网 论文大全 论文网 论文大全使用精密脉冲产生器Ｃａｎｂｅｒｒａ　８２１０产生不同　ＯＲＴＥＣ　９２１多道分析器，观察脉冲在计算机上　高度的脉冲，使用ＴＤＳ３０５２Ｂ数字示波器测量　得到的道数，测量结果见表１及图２，计算得到　这些脉冲的准确幅度，同时将这些脉冲输入　零点即斜率误差≤Ｏ．１　。　喜　，／　１　／　需　］　／　／　／　图２　ＯＲＴＥＣ９２１多道分析器的线性及零点　图３　Ｒ３３７７的信号幅度与电压的关系　表１不同幅度的脉冲在多道分析器上得到的道数　堕鏖　！：　：　：堑　：　：　：　！　　：：　！　道址／道　６００　２９９　１４９　７４　３６　１７　８　４　ＯＲＴＥＣ　５７２的放大倍数具有细调（ｆｉｎｅ　于光电倍增管成７谱仪探头，测量孔　Ａｍ放射　ｇａｉｎ）和粗调（ｃｏａｒｓｅ　ｇａｉｎ）两种调节方式。其中　源５９。６ｋｅＶＴ能峰，在计算机上读出不同高压　粗调有２Ｏ、５Ｏ、１００、５００和１ｋ等５档，为了确定　档位下的峰位道数，结果示于表３和图３。在　它们的实际放大倍数，我们使用精密脉冲产生　此条件下的。　Ａｍ总谱计数率为１Ｉ　５×１０　Ｓ一。　器生了一个参考脉冲，经过适当的调节后输入　表２放大器的各个档位的实际放大倍数　ＯＲＴＥＣ　５７２，然后再输入ＯＲＴＥＣ９２１观察信　档位　２０　１００　２００　５００　１０００　号的道址，结果列于表２。　道址　２Ｏ　９９　２０４　５０７　１０００　为得到光电倍增管工作于不同的高压条件　相对放大倍数　１　４．９５　１０．２　２５．４　５Ｏ　下的增益，利用一块原有ＢａＦ２晶体，良好耦合　表３高压电源对光电倍增管（Ｈａｒｎａｍａｔｓｕ　Ｒ３３７７）的影响　档位０　ｌ　２　３　４　５　６　电压值／ｋｅＶ　１．４２　１．５９　１．７５　１．９２　２．０９　２．２５　２．４１　道址　１３２．９２　６８．６８　２３２．７８　３７６．６８　５８４．９５　９ｌ３．５　１２９９．４　相对放大倍数　１．０　】．９４　３。３９　５。４８　８．６０　１２．７１　１８。】２　２测量结果　为例，当４．５ｍｍＸ６ｍｍ面、４．５　ｍｍ×３１ｍｍ面　和６　ｍｉｎｘ　３１ｍｍ面接触光电倍增管分别称为　首先测量倍增管的单光电子谱。将ＢａＦ２　立放、平放和卧放），以铝箔覆盖，以利于光收　晶体提高位置离开光电倍增管光阴极约３ｃｍ，　集，组成７谱仪探头，光电倍增管使用１．４２ｋＶ　并使用限制光栏（见图１），高压加至２．２５ｋＶ，　高压，放大器ＯＲＴＥＣ　５７２的放大倍数粗调档　主放大器放大倍数为１０００，测得如图４曲线ａ　位放置在“２Ｏ”处，测量”　Ｃｓ的６６１．６ｋｅＶ　７能　所示　Ａｍ能谱谱形，此时总谱计数率由原来　峰，结果列于表４。表５中列出了３　样品在三　的１．５×１０　降至９４０　Ｓ＿。，认为该谱主要由单光　种不同放置方式下的测量结果，由表中可知，在　电子谱和本底构成；取出　Ａｍ源，测本底，得　卧放方式下，３　样品的”　Ｃｓ　６６１．６ｋｅＶ　７光峰　本底谱如曲线ｂ所示，计数率为３５０　Ｓ一；由图　的峰位在２７５．３道，能量分辨率为１Ｏ．１　（见　４曲线ａ扣除曲线ｂ，曲线Ｃ计数率为５９０　Ｓ一，　图５），考虑到谱仪所测到的单光电子能峰为　认为谱曲线Ｃ主要部分为单光电子谱，含双光　１３１．４道，由主放大器的相对放大倍数（表２）和　电子贡献仅为５９０／１５０００＝３．９　。　光电倍增管增益与高压的关系（表３）谱仪的总　放大倍数与测量单光电子谱时相比减小了　测量样品时，将待测样品用ＤＣ（Ｄｏｗ　Ｃｏｔ—　ｎｉｎｇ）一２００硅油耦合于光电倍增管的光阴极上，　６３５．５倍，计算得到６６１．６ｋｅＶ　７能峰所对应的　光电子产额为１１３２个，折算得２０１３ｐｈｅ／ＭｅＶ。　放置方式为立放、平放和卧放三种（以３＃样品　７２８　 论文网 论文大全 论文网 论文大全其他样品在不同放置方式下的光产额也～并列　于表４中。　：ｈａｌ＿ｎ　ｒ　Ｎｕｎ！ｈｅ‘　Ｃｈａｎｎ．ｊ　Ｎｕｍｂ●ｒ　图４　Ｒ３３７７的单光电子噪声　图５　ＧＳＯ晶体卧放方式下的”　Ｃｓ能谱　表４　ＧＳＯ晶体光产额测试结果　¨芒８ｕ　表５　３　晶体在不同放置方式下的光电子　产额及能量分辨率　Ｓｔｒｕｍ　Ｍｅｔｈｏｄｓ，１９９６，Ａ　３７２：５１．　［２］Ｊｏｈｎ　Ｌ　Ｈｕｎｗｎ，ｅｔ　ａ１．Ｆｒｏｍ　ＰＥ＇Ｉ、ｄｅｔｅｃｔｏｒ　ｔＯ　ＰＥ，ｒ’　ｓｃａｔｍｅｒｓ［Ｊ］．Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｊｏｕｒａｎｌ　ｏｆ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｍｅｄｉ—　ｃｉｎｅ　ａｎｄ　Ｍｏｌｅｅｕｌａｒ　Ｉｍａｇｅｉｎｇ．２００３，３０（１１）：１５７４．　ｒ３］Ｍｕｅｈｌｌｅｈｎｅｒ　Ｇ，ｅｔ　ａ１．Ｄｅｓｉｇｎ　ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ＰＥＴ　Ｓｃａｎｎｅｒ［Ｊ］．Ｑ　Ｊ　Ｎｕｃｌ　Ｍｅｄ，２００２，４６：１６．　３讨论　由测量结果可知，此次测量的４个国产　ＧＳＯ样品的光电子产额与能量分辨能力有小　的差异，且光产额与能量分辨能力均与样品在　光电倍增管上的放置放置方式有关，但均与文　献报道　ｊ处于同一水平，达到使用要求。　参考文献　［４］Ｍｅｌｃｈｅｒ　ＣＬ，ｅｔ　ａ１．Ｃｅｒｉｕｍ－ｄｏｐｅｄ　ｌｕｔｅｔｉｕｍ　ｏｘｙ－　ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ：ａ　ｆａｓｔ，ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｎｅｗ　ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ￣Ｊ］．　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　Ｎｕｃｌ　Ｓｃｉ，１９９２：５０２．　：５］Ｍｅｌｃｈｅｒ　ＣＬ．Ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｃｒｙｓｔａｌｓ　ｆｏｒ　ＰＥＴ［Ｊｊ．Ｊ　Ｎｕｃｌ　Ｍｅｄ．２０００：１０５１．　６ｊ张天保，等．国产锗酸铋闪烁体定时性能的研究　［Ｊ］．高能物理与核物理，１９８３，７：６７４．　［７］Ｃｈａｎｇ　Ｔｉａｎｂａｏ，ｅｔ　ａ１．Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｎ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＢａＦ７　ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｃｏｕｎｔｅｒ　ｔＯ　ａ　ｐｏｓｉｔｒｏｎ　ｌｉｆｅｔｉｍｅ　１］Ｍｏｓｚｙｎｓｋｉ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｔｉｍｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＧＳＯ，　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ［Ｊ　．Ｎｕｃｌ　Ｉｎｓｔｒｔｍ￣Ｍｅｔｈｏｄｓ，１　９８７．　Ａ２５６：３９８．　ＬＳＯ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　Ｃｅ　ｄｏｐｅｄ　ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｎｕｃｌ　Ｉｎ—　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔ　ｙｉｅｌｄ　ｆｏｒ　ＧＳＯ　ｃｒｙｓｔａｌ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｉ—ｍｉｎｇ。ＬＩ　Ｄａｏ－ｗｕ，ＷＡＮＧ　Ｂａｏ－ｙｉ，ＺＨＡＮＧ　Ｔｉａｎ－ｂａｏ，ＷＥＩ　Ｌｏｎｇ　（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，ＣＡＳ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００４９，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｗｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｔｈｅ　ｌｉｇｈｔ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｓｏｔｎｅ　ＧＳＯ　ｓａｍｐｌｅｓ　ｗｈｉｃｈ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｗｉｔｈ　ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｃｏｍｐａｒｌｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ＩＴｉＯｎＯ—ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈｅｓｅ　ＧＳＯ　ｓａｍｐｌｅｓ　ｈａｖｅ　ａ　ｌｉｇｈｔ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　２０１３ｐｈｅ／ＭｅＶ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　１０．１　ａｔ　６６１．６ｋｅＶ　ｐｈｏｔｏ－ｐｅａｋ　ｆｏｒ“　Ｃｓ．Ｉｔ　ｉｓ　ｎｏｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｌｉｇｈｔ　ｙｉｅｌｄ　ａｎｄ　ｅｎｅｒｇｙ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｌａｃｉｎｇ　ｗａｙ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒｓ　ａｒｅ　ｐｕｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｈｏｔｏｃａｔｈｏｄｅ　ｏｆ　ＰＭＴ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＧＳＯ　ｃｒｙｓｔａｌ；ｌｉｇｈｔ　ｙｉｅｌｄ；ｍｏｎｏ－ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ　７２９　 论文网 论文大全 论文网 论文大全