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BaF2/Ce:BaF2

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Ce:BaF2是已知最快的閃爍體,是用于γ射線檢測和帶電粒子的極具吸引力的材料。摻有Ce3 +離子等稀土離子的BaF2可以抑制慢速組分。 Ce:BaF2閃爍體是一種快速,高效,堅固的閃爍體,具有合理的制動力,良好的匹配折射率和大尺寸晶體的可用性,于1977年首次提出,它是BaF2的替代品,它也是所有晶體中效率最高的 稀土摻雜的堿土金屬氟化物。

Ce:BaF2閃爍體晶體—一種相當快速的閃爍體

BaF2的衰減時間小于1ns,這使得它在快速閃爍體中是獨一無二的,因此對許多重要定時的應用非常有吸引力。BaF2的低折射率約為1.478個在500nm的波長下,可以相對容易地與適當的聚合物基質相匹配。此外,BaF2對電離輻射的光的轉換與能量成線性關系。然而,快速成分的集成強度較低,BaF2的發射光譜中含有一個衰減時間較長的激子帶。這個問題可以通過引入激子來解決,激子發射轉化為更快的激子發光。三價鈰因其具有較短的衰變時間而成為活化劑的天然選擇。Ce:BaF2閃爍體是一種著名的、速度相當快、效率相當高的閃爍體,它具有良好的阻止能力和大尺寸晶體的可用性。大塊單晶Ce:BaF2已被用作γ射線探測的傳統閃爍體。

特點 應用
  • 非吸濕性
  • 光的線性轉換
  • 化學穩定
  • 相當短的衰減時間
  • 快速反應
  • 合理的制動力
  • 匹配折射率好
  • γ射線檢測
  • 帶電粒子識別
  • 帶電粒子探測器
  • 電離輻射探測器
  • 光放大器
  • X射線成像
  • 輻射閃爍

材料特性

化學式Ce: BaF2
密度 (g/cm3)4.893
熔點 (℃)1386
硬度 (Mho)3
吸濕性輕微
切割<111>
晶格常數 (nm)0.6196
溶解度 (g/100gH2O)0.17
熱膨脹系數(C-1)18.4*10-6
導熱系數 (W/mk)11.72

閃爍體特性

吸濕性輕微
波長 (最大發射) (nm)310
波長范圍 (nm)170~460
衰減時間 (ns)630(慢); 0.87/0.88(快)
光輸出 (photons/MeV)10000(慢); 1900(快)
折射率1.49@310nm
輻射長度 (cm)2.026
光傳輸 (um)0.15-12.5
透射率 (%)>90(0.35-9um)
反射損耗/表面 (%)6.8
余輝 (after 3ms) (%)0.005
相對于NaI(TI)的光輸出 (%)20(慢); 4(快)

光譜

BaF2&Ce:BaF2 transmission spectrumBaF2&Ce:BaF2 emission spectrum
BaF2&Ce:BaF2 γ energy spectrum

Ce:BaF2相關的應用:

γ射線檢測

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