Comparative study of CsBr:Tl transparent ceramic and single crystal for radiation detector applications
Comparative study of CsBr:Tl transparent ceramic and single crystal for radiation detector applications
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用于辐射探测器应用的 CsBr:Tl 透明陶瓷和单晶的比较研究
DOI：
10.1016/j.nima.2018.09.061
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Yanagida Takayuki
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kimura Hiromi;Kato Takumi;Nakauchi Daisuke;Okada Go;Kawaguchi Noriaki;Yanagida Takayuki
本研究采用垂直布里奇曼-斯托克巴格法生长CsBr单晶，并采用放电等离子烧结法制备CsBr透明陶瓷。然后，对这些材料的光学、闪烁和热释光（TSL）特性进行了研究。关于闪烁特性，两个样品都显示出峰值在360和500 nm附近的两个发射带。发射的来源分别是Tl+离子的3 P1 → 1 S 0跃迁和偏离中心的自陷激子。在137 Cs辐照下，晶体样品的闪烁光产额为23, 000 ph/MeV，典型误差为±10%，闪烁响应与109 Cd的γ射线能量呈良好的线性关系（22和88 keV）、57 Co（122 keV）、133 Ba（356 keV）、22 Na（511和1274 keV）和137 Cs（662 keV）源。在升温速率为1° C/s时，晶体和陶瓷样品的TSL发光曲线在100° C附近出现主峰。这些样品的TSL剂量响应在0.01 ~ 1000 mGy范围内具有良好的线性关系。
In this study, a CsBr single crystal was grown by the vertical Bridgman–Stockbargermethod, and CsBr transparent ceramic was made by spark plasma sintering. Then, these materials were investigated on the optical, scintillation and thermally-stimulated luminescence (TSL) properties. Regarding the scintillation properties, both the samples show two emission bands peaking around 360 and 500 nm. The origins of the emissions are due to 3 P 1→ 1 S 0 transitions of Tl+ ion and off-center self-trap exciton, respectively. For the crystal sample, the scintillation light yield estimated is 23,000 ph/MeV with a typical error of±10% under 137 Cs exposure, and the scintillation response demonstrated a good linearity against γ-ray energies of 109 Cd (22 and 88 keV), 57 Co (122 keV), 133 Ba (356 keV), 22 Na (511 and 1274 keV) and 137 Cs (662 keV) sources. As the TSL properties, when the heating rate was 1° C/s TSL glow curves of the crystal and ceramic samples show major peak around 100° C. The TSL dose responses of these samples have a good linearity from 0.01 mGy to 1000 mGy.
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