低余暉液體閃爍體的制備與光學性能研究.pdf

1、利用一種快閃爍探測器和時間飛行技術(TOF)檢測激光聚變產(chǎn)生的中子信號可以為ICF中微型球狀靶丸發(fā)生的聚變反應提供寶貴的診斷信息。然而，探測聚變反應實驗產(chǎn)生的中子信號是很困難的，因為強X射線產(chǎn)生在中子之前。拍瓦激光產(chǎn)生中子脈沖信號和高強度的X射線，即使利用門控光電倍增管可以抑制輻射探測，但是高強度的X射線仍然容易淹沒相對較弱的中子信號。因此，具有快衰退時間的低余暉液體閃爍體對中子診斷技術起著舉足輕重的作用。
　　在中子成像系統(tǒng)中，

2、由于液體閃爍體封裝在毛細管陣列中，當平行于毛細管軸的入射中子穿過液體閃爍體介質時，中子主要與封裝于毛細管中的液體閃爍體的H核發(fā)生彈性碰撞，由于C核的質量遠遠大于中子，發(fā)生彈性碰撞相對于H核小很多。產(chǎn)生的反沖質子在運動過程中損失能量用于激發(fā)閃爍體溶劑分子。閃爍體光的空間分布主要由彈性質子的橫向跨越幅度來決定的。根據(jù)動量定理、能量守恒，反沖D的射程大約為相同能量的反沖H射程的一半。因此，氘代液體閃爍體可以大大提高中子圖像分辨率。
　　

3、液體閃爍體包括溶劑和閃爍體，其中溶劑占整個液體閃爍體的99％（質量比）以上，起著溶液的載體和能量轉移作用。因此，溶劑的物理化學性質對液體閃爍體的性能有決定性影響。一種好的溶劑應當具有較好的光學透明性、高閃點、高折射率、長期穩(wěn)定性和環(huán)境友好性。對二甲苯PX具有化學性能穩(wěn)定、衰退長度長、閃點高等優(yōu)點;PXE(phenyl-o-xylylethan)具有閃點高、低毒環(huán)保、化學性能穩(wěn)定的性能;DIN(di-isopropylnaphthalen

4、e)以較好的離域性受到廣大學者的關注。根據(jù)文獻調研，擬選用PX、PXE和DIN作為液體閃爍體的候選溶劑，分別選用PPO(2，5-Diphenyloxazoze)和bis-MSB(p-bis(o-methylatyryl)-benzene)作為第一閃爍體和第二閃爍體。
　　利用紫外分光光度計測試PX、PXE和DIN三種溶劑的吸光度，PX是三者中衰減長度最長的溶劑。利用熒光光度計測試不同濃度PPO溶解在PX、PXE和DIN的熒光光譜，

5、測試結果表明PPO溶解在PX中的發(fā)射光譜與bis-MSB吸收光譜重疊范圍大的溶劑。測試相同濃度溶解在PX、PXE和DIN三種溶劑中的熒光衰退時間曲線，以PX為溶劑的液體閃爍體具有快衰退時間常數(shù)和權重。結合衰減長度、熒光發(fā)射光譜以及熒光衰退時間曲線三個參數(shù)，PX是應用于中子診斷技術的最佳液體閃爍體溶劑。以PX為溶劑，制備成不同濃度的PPO液體閃爍體，測試其光產(chǎn)額，尋找出最佳濃度的PPO為3.5 g/L;以3.5 g/L PPO和不同濃度的