闪烁体探测器能量分辨制约因素及改善研究
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1.6
用于测量γ射线的材料相关的物理参数在下表中列出。一个关于发射光测量的必要参数在文献中被引用。闪烁体的光输出可以看做是吸收单位能量的
γ射线说放出的光子数，对于 ，每MeV能够产生38000个光子，通常认为它是效率最高的无机闪烁体，直到现在才改变这种观点。一般情况下，用与 的相对值来表示闪烁体的发光效率。例如， 的效率为85%。各种各样的描述有相对转换效率、闪烁转化效率、相对闪烁效率，光电子产量或相对光能产额，这些相对效率有关因素的鉴定是非常重要的，这些因素表明闪烁体的相应效率。假定一个特定的光电阴极（通常为双碱类型）和闪烁体一起使用，影响因素有伽马射线通过闪烁体的光电转化效率和通过光阴极把光能转化为光电子的效率。这个因素只能为特定闪烁体与光阴极结合所引用。因为光电子的数量与探测器最终的输出信号直接相关，他可以被用作输出脉冲高度比例的测量。现在采用术语“相对转化效率”就是那些有相同作用中的最常见并且歧义最少的描述。
1.2
射线与物质相互作用产生初级电子，初级电子损失能量产生次级电子空穴对。探测器的功能就是搜集这些电子，并且产生一个电脉冲。在半导体中，通过电场收集；在闪烁体探测器中，初级电离几乎相同，由于闪烁体是绝缘体导致收集过程有点不一样。
根据我们的结构模型，由 射线产生的初级电子通过相互作用产生次级导带电子，留下价带的空穴。在一些情况下，给予电子使它跃迁至导带的能量不足，电子空穴之间存在静电相互作用，就像一个被称为激子的实体相互吸引。就带模型而言，所处的高度低于额外的带。
如果电子允许通过回到价带而退激，他们会发射电磁辐射。如果辐射在内部、周围的光波，能够被光电倍增管或其他的光学测量设备探测到，进而提供探测信号，这是闪烁探测器的基础。
如果我们要构建一个探测 射线和其能谱的闪烁体探测器，闪烁体材料必须具备几个特殊性质：
每单位 射线的能量必须产生适量的电子空穴对
对 射线要有高的阻止本领
关键词：闪烁探测器，能量分辨率，脉冲面积分析，脉冲高度分析
第一章
1
闪烁探测器自从发现放射现象时就已经开始使用，并且现在被用来测量放射现象产生的 粒子和 射线，中子和外来轻子、介子。在这一节中，我会专门讲闪烁体适用于 射线的测量。
直到半导体探测器的商业化出现， 的闪烁体探测器一直是 能谱分析的标准。的确，直到现在它们对 能谱测量的影响依然存在：我们一直将半导体探测器与 的效率进行对比，有个常规的感觉是：闪烁探测器是已经过时的东西，它在探测粒子是不适用的。当探测强源 射线是无疑是对的，半导体探测器远好于闪烁体探测器，但在一两个射线的取样测量却是相反的。虽然如此，依然有很多闪烁探测器在 射线测量扮演重要的角色。并且，随着现在卤化镧探测器的发展，它的应用范围也许会更广，例如当有空间限制或不利环境这些情况出现，阻碍半导体探测器的使用时（举个例子：使用 探测器探测在存储池底部进行核聚变的核燃料）。除了公认的特殊情况，闪烁体探测器还有作为高能量分辨率探测器的主动屏蔽结构这个重要角色。
能谱测定，要有好的线性
闪烁体对发射光子要透明
激发态衰退时间比较短，以便进行高计数率测量
材料光学性能可利用，花费合理
材料折射率要接近玻璃，以便高效与光电倍增管耦合
已经发现应用于测量 射线的材料都是无机晶体， 、 、 、 和最近应用的镧卤化物。第一个是最重要的，最后一个重要性快速增加。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1.3
碘化钠的带隙很大，电子直接从导带跃迁发射的光子远不在可见范围内。这使光的探测变得困难；不仅这些，发射的光子还没有到达光电倍增管时有可能被材料吸收。使用激活剂可解决这两个问题。例如碘化钠的激活剂是铊；碘化铯的激活剂是铊或者钠。含有激活剂的闪烁体的速记方法为： 、 和 。
1.5
闪烁体探测器比高纯锗探测器的一个优势是：他们可以在室温下使用，并且在室温下， 输出的是最大值。在正常室温下的输出是一个适当的常数，但是超出室温，输出就快速下降。与其他材料有着相似的行为方式，但是最大输出对应的温度因材料不同而不同。
尽管探测器的晶体响应在合理的操作温度范围内是合适的常数，但是电子学系统的稳定性可能没有这么好。
闪烁体探测器能量分辨制约因素及改善研究
碘化钠探测器是具有代表性的闪烁体探测器，本文以碘化钠探测器为例，对其能量分辨率影响因素进行了分析，得到了闪烁体探测器能量分辨率的制约因素。并借助基于脉冲面积分析方法（PAA）和传统脉冲高度分析方法（PHA）分别对闪烁体探测器能量分辨率进行了计算机模拟。
模拟结果表明，PAA方法比PHA方法更优越。在时间常数比较大，并且噪声比较大的情况下，PAA方法得到的能量分辨率要远远好于PHA方法。可见PAA方法不失为一种提高能量分辨率的方法。
掺杂 杂质所引起的晶格位缺陷，使额外的带在价带和导带之间，位于禁带内。激活剂的基态位置在价带上面，并且激发态在导带的下面。当电子空穴对形成时，空穴可能会移动至附近的激活剂位置，在导带和激发态之间的电子会被激活剂的激发态所俘获。这意味着，当这些能级退激时，发射的光子能量会变低、电磁辐射的波长会变长，可能会在可见范围内。同时意味着发射物的波长不再与闪烁体的吸收特性相匹配，在光电倍增管探测之前会有很多微光丢失。总结一下过程：
射线被吸收，并且产生初级电子
初级电子与物质作用产生电子空穴对
激子形成，电子跃迁至导带，空穴存在于价带
激活剂能级俘获电子、空穴和激子
激活剂能级退激，放出光子
光子被光电倍增管收集和测量并且产生一个电子学信号
并不是 光子损失的能量都会被作为闪烁体二次发射光子，就 的输出光而言，其最大效率是发出的光能占 总能量的12%，剩余的能量被晶格震动和热消耗。从探测器输出的真实信号的大小也取决于闪烁体的发射光谱与光电倍增管的匹配响应。
1.4
激活剂的激发态寿命大约为0.1us，直接发射被称为冷光，短的衰退时间意味着短的探测器脉冲。在大多数情况下，只有一个激发态是值得注意的，但是其他情况下，混合的衰退很明显。例如：探测到锗酸铋的发冷光衰退时间由60ns和300ns组成。
一些从激发态到基态的跃迁是不允许的，电子发现自己存在于这些激发态时，在它退激之前通过热激发至其他没有禁止跃迁的能级。这些能级的寿命要比一般能级寿命长的多，长寿命态的退激放出的光中的慢衰退部分被称为：磷光现象，也被称为余晖。一个问题就是，它在正常的脉冲上增加了本底。 初级闪烁寿命是230ns，总光子的9%是由衰退时间为0.15s的磷光发射的。
用于测量γ射线的材料相关的物理参数在下表中列出。一个关于发射光测量的必要参数在文献中被引用。闪烁体的光输出可以看做是吸收单位能量的
γ射线说放出的光子数，对于 ，每MeV能够产生38000个光子，通常认为它是效率最高的无机闪烁体，直到现在才改变这种观点。一般情况下，用与 的相对值来表示闪烁体的发光效率。例如， 的效率为85%。各种各样的描述有相对转换效率、闪烁转化效率、相对闪烁效率，光电子产量或相对光能产额，这些相对效率有关因素的鉴定是非常重要的，这些因素表明闪烁体的相应效率。假定一个特定的光电阴极（通常为双碱类型）和闪烁体一起使用，影响因素有伽马射线通过闪烁体的光电转化效率和通过光阴极把光能转化为光电子的效率。这个因素只能为特定闪烁体与光阴极结合所引用。因为光电子的数量与探测器最终的输出信号直接相关，他可以被用作输出脉冲高度比例的测量。现在采用术语“相对转化效率”就是那些有相同作用中的最常见并且歧义最少的描述。
1.2
射线与物质相互作用产生初级电子，初级电子损失能量产生次级电子空穴对。探测器的功能就是搜集这些电子，并且产生一个电脉冲。在半导体中，通过电场收集；在闪烁体探测器中，初级电离几乎相同，由于闪烁体是绝缘体导致收集过程有点不一样。
根据我们的结构模型，由 射线产生的初级电子通过相互作用产生次级导带电子，留下价带的空穴。在一些情况下，给予电子使它跃迁至导带的能量不足，电子空穴之间存在静电相互作用，就像一个被称为激子的实体相互吸引。就带模型而言，所处的高度低于额外的带。
如果电子允许通过回到价带而退激，他们会发射电磁辐射。如果辐射在内部、周围的光波，能够被光电倍增管或其他的光学测量设备探测到，进而提供探测信号，这是闪烁探测器的基础。
如果我们要构建一个探测 射线和其能谱的闪烁体探测器，闪烁体材料必须具备几个特殊性质：
每单位 射线的能量必须产生适量的电子空穴对
对 射线要有高的阻止本领
关键词：闪烁探测器，能量分辨率，脉冲面积分析，脉冲高度分析
第一章
1
闪烁探测器自从发现放射现象时就已经开始使用，并且现在被用来测量放射现象产生的 粒子和 射线，中子和外来轻子、介子。在这一节中，我会专门讲闪烁体适用于 射线的测量。
直到半导体探测器的商业化出现， 的闪烁体探测器一直是 能谱分析的标准。的确，直到现在它们对 能谱测量的影响依然存在：我们一直将半导体探测器与 的效率进行对比，有个常规的感觉是：闪烁探测器是已经过时的东西，它在探测粒子是不适用的。当探测强源 射线是无疑是对的，半导体探测器远好于闪烁体探测器，但在一两个射线的取样测量却是相反的。虽然如此，依然有很多闪烁探测器在 射线测量扮演重要的角色。并且，随着现在卤化镧探测器的发展，它的应用范围也许会更广，例如当有空间限制或不利环境这些情况出现，阻碍半导体探测器的使用时（举个例子：使用 探测器探测在存储池底部进行核聚变的核燃料）。除了公认的特殊情况，闪烁体探测器还有作为高能量分辨率探测器的主动屏蔽结构这个重要角色。
能谱测定，要有好的线性
闪烁体对发射光子要透明
激发态衰退时间比较短，以便进行高计数率测量
材料光学性能可利用，花费合理
材料折射率要接近玻璃，以便高效与光电倍增管耦合
已经发现应用于测量 射线的材料都是无机晶体， 、 、 、 和最近应用的镧卤化物。第一个是最重要的，最后一个重要性快速增加。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1.3
碘化钠的带隙很大，电子直接从导带跃迁发射的光子远不在可见范围内。这使光的探测变得困难；不仅这些，发射的光子还没有到达光电倍增管时有可能被材料吸收。使用激活剂可解决这两个问题。例如碘化钠的激活剂是铊；碘化铯的激活剂是铊或者钠。含有激活剂的闪烁体的速记方法为： 、 和 。
1.5
闪烁体探测器比高纯锗探测器的一个优势是：他们可以在室温下使用，并且在室温下， 输出的是最大值。在正常室温下的输出是一个适当的常数，但是超出室温，输出就快速下降。与其他材料有着相似的行为方式，但是最大输出对应的温度因材料不同而不同。
尽管探测器的晶体响应在合理的操作温度范围内是合适的常数，但是电子学系统的稳定性可能没有这么好。
闪烁体探测器能量分辨制约因素及改善研究
碘化钠探测器是具有代表性的闪烁体探测器，本文以碘化钠探测器为例，对其能量分辨率影响因素进行了分析，得到了闪烁体探测器能量分辨率的制约因素。并借助基于脉冲面积分析方法（PAA）和传统脉冲高度分析方法（PHA）分别对闪烁体探测器能量分辨率进行了计算机模拟。
模拟结果表明，PAA方法比PHA方法更优越。在时间常数比较大，并且噪声比较大的情况下，PAA方法得到的能量分辨率要远远好于PHA方法。可见PAA方法不失为一种提高能量分辨率的方法。
掺杂 杂质所引起的晶格位缺陷，使额外的带在价带和导带之间，位于禁带内。激活剂的基态位置在价带上面，并且激发态在导带的下面。当电子空穴对形成时，空穴可能会移动至附近的激活剂位置，在导带和激发态之间的电子会被激活剂的激发态所俘获。这意味着，当这些能级退激时，发射的光子能量会变低、电磁辐射的波长会变长，可能会在可见范围内。同时意味着发射物的波长不再与闪烁体的吸收特性相匹配，在光电倍增管探测之前会有很多微光丢失。总结一下过程：
射线被吸收，并且产生初级电子
初级电子与物质作用产生电子空穴对
激子形成，电子跃迁至导带，空穴存在于价带
激活剂能级俘获电子、空穴和激子
激活剂能级退激，放出光子
光子被光电倍增管收集和测量并且产生一个电子学信号
并不是 光子损失的能量都会被作为闪烁体二次发射光子，就 的输出光而言，其最大效率是发出的光能占 总能量的12%，剩余的能量被晶格震动和热消耗。从探测器输出的真实信号的大小也取决于闪烁体的发射光谱与光电倍增管的匹配响应。
1.4
激活剂的激发态寿命大约为0.1us，直接发射被称为冷光，短的衰退时间意味着短的探测器脉冲。在大多数情况下，只有一个激发态是值得注意的，但是其他情况下，混合的衰退很明显。例如：探测到锗酸铋的发冷光衰退时间由60ns和300ns组成。
一些从激发态到基态的跃迁是不允许的，电子发现自己存在于这些激发态时，在它退激之前通过热激发至其他没有禁止跃迁的能级。这些能级的寿命要比一般能级寿命长的多，长寿命态的退激放出的光中的慢衰退部分被称为：磷光现象，也被称为余晖。一个问题就是，它在正常的脉冲上增加了本底。 初级闪烁寿命是230ns，总光子的9%是由衰退时间为0.15s的磷光发射的。