使用用于中子和γ射线检测的指甲闪烁探测器

罗伯特·霍夫斯塔德博士于1948年发明了铊活化的碘化钠Harshaw Chemical.是第一家公司在20世纪50年代开始生产它的公司。它是一个具有成熟系统和探测器设计的工业闪烁体，仍然是世界上最常用的闪烁体。

将LI纳入NAL：TL

为了禁止非法核材料，中子探测器是必不可少的组成部分:

• 中子只由可裂变的同型物质发射
• 我们需要廉价高效的中子探测器
• 渴望中子和伽马射线的同时检测

为了引入热中子检测，李可以纳入NAL：TL：

• 大量的闪烁光是由4.8 MeV事件产生的
• n +⁶Li—> t (2.75 MeV) + α (2.05 MeV)

在任意比例下，Nal和Lil形成固溶体:

• 中子探测的效率是可调的
• 晶体生长可以容忍高li梯度

这看起来很简单，只要你能区分伽马射线和中子(没有误报)。在此之前，这一领域的工作无法区分两者，因为脉冲形状的识别是不可行的。

Nal - Lil的相图

添加锂对闪烁脉冲形状的影响

• 脉冲越长，Li越高
• 然而，与伽马相互作用后观测到的增长要比与中子相互作用后观测到的增长要大

脉冲形状差异使优异的伽马/中子歧视

∅2.5x2.5cm水晶，[⁶李)= 0.6%

申请钉

一些 ％⁶Li Doping对于大多数安全应用来说是足够的

Na和I的σ很小_{n abs.}，∴n_th检测效率强烈增长[⁶李)

& n_th检测效率随厚度的增长

指甲探测器的真正优势

需要考虑的两个重要事实是，可实惠且易于生长尺寸的NAL晶体，并且对于中子衰减（0.53和6.3 = 25级谷仓），⁶李娜的表现明显优于李娜和李娜。

使用这种方法有两个主要好处。首先，与那些相同的中子检测能力^3.他或cllb或clyc探测器可以使用低浓度来实现⁶李和大厚度，成本较低。其次，高效的伽马射线探测能力也由大量贡献。

中子效率与预期一致

OSU反应器和中子束设施

大小	［6li]在水晶中	热中子ε	MCNPXε预测
∅2.5x2.5cm.	1.37％	34.5±0.2%	32.8%
∅5.1x5.1厘米	0.24％	10.6±0.3％	11.1%

实现大钉子锭

选择5x10x40厘米的立方体作为大晶体进行测试

这种大型格式很受欢迎。

伽玛测试结果：5×10x40厘米立方体探测器

光产量和能量分辨率取决于[LI]

用[Li]，闪烁的光率降低。能量分辨率也略微增加。

• 在1％李，约有34,000 pH / meV
• 在2% Li及以上，大约有31,000 ph/MeV
• 最强烈的依赖性​​发生在低[li]

在光输出中发生不均匀性，因为[Li]不均匀。

从一端到另一端，光产量有4.5%的差异。这是能源分辨率下降的主要原因。更高的锂浓度和梯度还原技术将用于未来的增长。目标为662 KeV，低于8%。

中子检测能力是完全可接受的

适度²⁵²Cf源裂变中子+伽马PSD FoM = 2.0

^3.他在辐射门户监测器中的管
φ5x173cm，3atm =〜3 n / s / ng²⁵²2米处Cf

这三个钉子探测器中有[⁶Li] = 1-2％将具有相同的N检测能力作为一个^3.他管以类似的成本

总结与展望

对于双模检测，指甲代表在廉价的大量运行时，它是光谱的。这是主要生产规模NAL（TI，⁶Li）是生长的铸锭（120升）。

它也是第一种大型制造的探测器（2升容量）。它的中子检测能力很棒，但它具有低于平均水平的伽马能量分辨率。这可以用较低的[li]或整体更高的[li]来固定。

未来需要完成的工作是优化过程的最终确定。将有超过70种不同的晶体来包装销售和演示。下一个目标是为各种规模提供钉子。

该信息的来源、审查和改编来自圣戈班水晶公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问圣戈班晶体。