Measurements of 73-keV X-ray time spectrum with avalanche-photodiode scintillation detector using Bi2O3-nanoparticle-doped plastic scintillator
Measurements of 73-keV X-ray time spectrum with avalanche-photodiode scintillation detector using Bi2O3-nanoparticle-doped plastic scintillator
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使用 Bi2O3 纳米颗粒掺杂塑料闪烁体的雪崩光电二极管闪烁探测器测量 73 keV X 射线时间谱
DOI：
10.1016/j.nima.2020.163908
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
F. Nishikido
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
S. Kishimoto;M. Koshimizu;F. Hiyama;R. Haruki;F. Nishikido
利用掺杂bi2o3纳米颗粒的塑料闪烁体（PLS）和硅雪崩光电二极管（Si-APD），在闪烁探测器上成功地观测了73 kev x射线的时间谱。制备了一种5wt % bi2o3纳米颗粒掺杂的PLS，并将其切割为~ 3。0×3。厚度分别为0毫米和0.9毫米，并安装在Si-APD上，以比例模式工作。采用有机闪烁体[2-（4-叔丁基苯基）-5-（4-苯基苯基）]- 1,3,4 -恶二唑，以1.68 mol%的聚苯乙烯为溶剂进行PLS反应。当PLS和Si-APD冷却至- 30°C时，在同步加速器环运行中测量多束模式的时间结构时，对73.04 kev的x射线获得了0.35 ns（半最大全宽）的良好时间分辨率。安装掺杂bi2o3纳米粒子的PLS的Si-APD闪烁探测器可以很好地应用于光子能量大于70 keV的高探测效率和亚纳秒时间分辨率的研究领域，如193ir上的同步辐射核共振散射。
Time spectra of 73-keV X-rays were successfully observed with a scintillation detector using a Bi 2 O 3-nanoparticle-doped plastic scintillator (PLS) and silicon avalanche photodiode (Si-APD). A 5 wt% Bi 2 O 3-nanoparticle-doped PLS was fabricated and cut out to be∼ 3. 0× 3. 0 mm and 0.9 mm thick, and it was mounted on a Si-APD operating in proportional mode. An organic scintillator of [2-(4-tert-butylphenyl)-5-(4-phenylphenyl)]-1, 3, 4-oxadiazole was used for the PLS by 1.68 mol% of polystyrene solvent. When the PLS and Si-APD were cooled to− 30° C, a good time resolution of 0.35 ns (full width at half maximum) was obtained for 73.04-keV X-rays when measuring a time structure of the multibunch mode in synchrotron ring operation. The Si-APD scintillation detector mounting a Bi 2 O 3-nanoparticle-doped PLS can be applied well to research fields that need both a high detection efficiency and a subnanosecond time resolution with a photon energy of more than 70 keV, such as synchrotron radiation nuclear resonant scattering on 193 Ir.
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