GAGG：Ce探测器与NaI：TI探测器性能比较

为聚四氟乙烯薄膜时 ， Ｇ Ａ Ｇ Ｇ ： Ｃ ｅ晶体 的峰位道 址较高 即光输 出较好 ， 能量分辨率也略优。但 不 论反 射层 材 料 为轻 质 氧化镁 粉 末还 是 聚 四氟 乙烯薄膜 ， Ｇ Ａ Ｇ Ｇ： Ｃ ｅ晶体测得 的 ６ ６ ２ ｋ ｅ Ｖ的能 量分辨率皆优于 Ｎ ａ Ｉ （ Ｔ Ｉ ） 。图 １ 为 自然环境下
中图分 类号 ： Ｔ Ｌ ８ １ ２＋． １ 文献标 志码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ２ ５ ８ － ０ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ７ ） ０ １ － ０ ０ １ ６ － ０ ４
闪烁 材料 耦合 光 电器件 （ 光 电倍 增 管 或 硅
倍 增 管耦 合 的 探 测 装 置 ， 对比 Ｎ ａ Ｉ （ Ｔ Ｉ ） 闪烁 体
第３ ７卷
２ ０ １ ７年
第 １期
１月
核 电子 学与 探测 技术
Ｎｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ＆ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖｏ １ ． ３ ７ Ｎ ｏ ． １
来自百度文库
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ７
０ ０ ０± ７ ４ ０ ０ ０ ） ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｎ ｓ ／ Ｍｅ Ｖ Ｊ 。但 是 Ｇ Ａ Ｇ Ｇ： Ｃ ｅ
１ 材 料与测试设备
１ ． １ 材料
Ｉ ． １ ． １闪烁 晶体
Ｇ Ａ Ｇ Ｇ： Ｃ ｅ晶体 由中 国 电子 科 技 集 团公 司
第 二 十六 研究 所研 制 ， 晶体 表面 端 面抛光 ， 侧面 粗糙 。Ｎ ａ Ｉ （ Ｔ Ｉ ） 晶体 由北 京玻璃 研 究 院研 制 ， 封 装成 品 。 晶体 主要 性 能参 数如 表 １所示 。
光电倍增 管） 的探测器在 核 医学成像 、 高能物
理探 测 、 地质 勘 探 、 辐射监测等领域应用广泛。 闪烁体 种 类 繁 多 ， 有多种 分类方式 ， 按 化 学 组
探测器在 同一实验 环境 下研究 其 能谱 特性 响应 ， 对其温度漂移 、 能量分辨率 、 能量线性等 性 能进行 了 分 析 ， 验证了 Ｇ Ａ Ｇ Ｇ： Ｃ ｅ探 测 器 的
Ｇ Ａ Ｇ Ｇ： Ｃ ｅ 探测 器 与 Ｎ ａ Ｉ （ Ｔ Ｉ ） 探 测器 探测 ６ ６ ２
光谱响应范围为 ３ ０ ０— ６ ５ ０ ａ ｍ， 峰值波长为 ４ ２ ０
用 一 。
本工作采用 Ｇ Ａ Ｇ Ｇ： ｃ ｅ闪烁体单 晶与光电
测试设备由能谱仪与温湿度箱构成。能谱 仪为 Ｏ Ｒ Ｔ Ｅ Ｃ插件 式能谱 仪 ， 为探测器 提供线 性高压电源、 主放大器 、 多道分析插件 。放射源 距待测 晶体人射 面正 中方向 ２ ｃ ｍ并用金属圆
筒 对探 测 装 置进 行 遮 光 处理 ， 共 同 置 于温 湿 度
摘要 ： 研究 了封装 反射 层材料对 Ｇ Ａ Ｇ Ｇ： Ｃ ｅ 探 测器光收集 的影响 ， 同时与 Ｎ ａ Ｉ （ １ １ ） 闪烁 体探测 器进 行了详细的对 比性实验 ， 用” ｃ ｓ 、 ｃ ｏ 标准源测量 了 能谱 ， 对Ｇ Ａ Ｇ Ｇ： Ｃ ｅ与 Ｎ ａ Ｉ （ ， 兀） 闪烁体探测 器的温
优 良性 能 。
成， 闪烁体可分为无机和有机闪烁体两大体系。 铈离子掺杂的多组分石榴石闪烁晶体是近几年 来发现 的新型无机闪烁体材料 ， 是 闪烁晶体领 域的研 究热 点…。钆镓 铝 石 榴 石 （ Ｇ ｄ （ Ｇ ａ ，
Ａ １ ） Ｏ Ｃ ｅ简 称 Ｇ Ａ Ｇ Ｇ： Ｃ ｅ ） ， 是 世 界 上 光 输 出 最高 的氧 化物 闪烁 晶体 。绝 对 光输 出高 达 （ ７ ４
漂、 能量线性及能量分辨率等性 能指标重 点进行 了讨论 。结果 表明 ： Ｇ Ａ Ｇ Ｇ： Ｃ ｅ探 测器 随温度漂 移变 化
程 度较 大 ； 能量线性好 ， 线性相关度 ｒ 为０ ． ９ ９ ９ ９ ； 对６ ６ ２ ｋ ｅ Ｖ的 射线能量分辨率为 ７ ． ８～８ ． ０ ％。 关键词 ： Ｇ Ａ Ｇ Ｇ： Ｃ ｅ探测器 ； Ｎ ａ Ｉ （ Ｔ Ｉ ） 探测 器 ； 封装技术 ； 温度响应 ； 线性 ； 能量分辨率
晶体 的热 导 率低 ， Ｃ ａ ： Ｏ ， 组 分容 易 挥 发 ， 在 生长
时开裂 和组分偏离 的几率较大 ， 不易获得闪烁 性能均匀的大尺寸晶体 。２ ０ １ １ 年Ｅ ｔ 本Ｆ ｕ ｋ ｕ ｋ ａ ｗ ａ 材料科学实验室联合东北大学材料研 究学
院采用 Ｃ ｚ ｏ ｃ ｈ ｒ ａ ｓ ｋ ｉ 方法 生长 出尺 寸 为 ２英 寸 的
１ ． １ ． ２光耦合剂
光 学硅脂 （ Ｂ ｉ ｃ ｒ ｏ ｎ Ｂ Ｃ一 ６ ３ ０ ） 。
１ ． １ ． ３反射层材料 光学级轻 质 氧化 镁粉 ， 聚 四氟 乙烯 薄膜
（ Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ） 。 １ ． ２ 测试 设备
单晶 Ｇ Ａ Ｇ Ｇ ： Ｃ ｅ ＿ ｊ Ｊ ， 随后 Ｇ Ａ Ｇ Ｇ： Ｃ ｅ晶体开始在 Ｐ Ｅ Ｔ 、 安检、 环 境 辐 射 测 量 中 进 行 实 际 应
ＧＡＧＧ： Ｃ ｅ探 测 器 与 Ｎ ａ ｌ ： Ｔ Ｉ 探 测 器 性 能 比较
程种 ， 王 益元 ， 许浒 ， 周军 ， 郭智荣 ， 屈国普 ， 刘翎箭
（ １ ． 武汉第二船舶研究 设计所 ， 武汉 ４ ３ ０ ０ ６ ４； ２ ．南华大学核科学 与技 术学院 ， 湖南衡 阳 ４ ２ １ ０ ０ １ ）
收稿 日期 ： ２ ０ １ ７— ０ １一 ｌ ７
作者简介 ： 程狲 （ １ ９ ７ ７一） ， 男， 湖北 武汉人 ， 高级工程 师， 主要从事核辐射探测研究 。
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表１ Ｇ ＡＧＧ： Ｃ ｅ与 Ｎ ａ Ｉ （ Ｔ Ｉ ） 闪烁 晶体主 要性能参数
箱 内 。光 电倍 增管 为 滨松 生产 ， 型号 为 Ｃ Ｒ １ １ ０，