Tässä on asyvän sukellussisäänLantaanikloridi (lacl₃: ce) kide, kattaa senKoostumus, tuikemekanismi, suorituskykyominaisuudet, sovellukset, edut vs . muut kiteet ja integrointihaasteet.
1. Mikä on lantanumkloridi (lacl₃: ce) kristalli?
Ceriumilla (lacl₃: ce) seostettu lantanumkloridi on aHalidipohjainen epäorgaaninen tuikijaensisijaisesti käytettyGammas-ray-spektroskopia. lisäysCe³⁺ (cerium -ionit)luoluminesenssikeskuksetTämä mahdollistaa ionisoivan säteilyn nopean ja tehokkaan muuntamisen näkyvään valoon .
Peruskoostumus:
Isäntähila: Lacl₃
Viiva: Ce³⁺ (tyypillisesti 10 mool%)
Lisäaineen funktio: Helpottaa nopeaa tuikevalojen päästöjä
2. tuikemekanismi
Kun gammasäteet ovat vuorovaikutuksessa lacl₃: CE -kristallin kanssa:
Gamma -fotonitalletukset energiaaVIA Fotoelcric-, Compton- tai Pari -tuotantovuorovaikutukset .
SeIsäntähila tuottaa elektronireiän pareja.
Nämä virtaat siirtävät energiaa kohtaanCe³⁺ -ionit.
Ce³⁺ emittoi nopeasti siniset/UV -fotonit (~ 350–380 nm) sallittujen 5D → 4F -siirtojen kautta .
Tämä nopea ja tehokas prosessi mahdollistaa nopean ajoituksen ja erinomaisen resoluution .
3. Yksityiskohtaiset fyysiset ja tuike -ominaisuudet
| Omaisuus | Arvo |
|---|---|
| Kemiallinen kaava | Lacl₃: CE |
| Kiderakenne | Kuusikulmainen |
| Tehokas atominumero (z _ eff) | ~48 |
| Tiheys | ~ 3,85 g/cm³ |
| Valonlähtö | ~ 48, 000 fotonit/MeV |
| Energian resoluutio (@662 KeV) | ~ 3,5% FWHM |
| Rappeutumisaika | ~ 28 ns |
| Päästöaallonpituus | 350–380 nm |
| Hygroskooppisuus | Korkea (vaatii hermeettistä tiivistystä) |
| Säteilykovuus | Kohtalainen (voi heikentyä pitkittyneellä altistuksella) |
| Lämmönvakaus | Vakaa - ~ 80–100 astetta oikea kapselointi |
4. avainsovellukset (teknisillä skenaarioilla)
Säteilyspektroskopia
Tunnistaa ja tunnistaa gamma-emittövät isotoopit (e . g ., cs -137, co -60, i -131) .}
Korkea resoluutio mahdollistaa isotooppien erottamisen läheisten gammaenergioiden kanssa .
Ydinsuojaukset / IAEA -käyttö
Rikastuslaitosten tai käytetyn polttoaineen seuranta suojatoimenpiteisiin .
Tarjoaa korkean tarkkuuden isotooppisen sormenjäljen .
Lääketieteellinen kuvantaminen (SPECT)
Nopea rappeutusaika puvutdynaamiset tutkimukset(e . g ., sydämen perfuusio) .
Korkearesoluutioinen kuvantaminen TC -99 m, -111 ja muihin gamma-emitiomerkkeihin .
Kannettavat säteilyilmaisimet
KäytettyRiihu(Radioisotooppin tunnistuslaitteet) .
Usein integroitu SIPM: iin tai kompakteihin PMT: iin kenttäkäyttöön .
Avaruustehtävät (NASA/ESA)
EhdotettuAvaruuspohjaiset gammasäteiset spektrometrit.
Toimii ilman kryogeenistä jäähdytystä, pienellä massalla ja kompaktilla koolla .
Öljy- ja kaasu- / hakkuutyökalut
KäytettyHyvin kirjautumis gammaspektrometrit(kapseloinnilla) .
Tarjoaa energia syrjimistä monimutkaisissa geofysikaalisissa ympäristöissä .
5. edut verrattuna muihin tuikeihin
| Ominaisuus | Lacl₃: CE | Nai: TL | Labr₃: CE | Sri₂: EU | Hpge |
|---|---|---|---|---|---|
| Energian ratkaisu | ⭐ ~3.5% | ⚪ ~6–7% | ⭐ ~2.8% | ⭐ ~3.0% | 🌟 ~0.2–0.3% |
| Kevyen sato | ⭐ 48,000 | ⚪ ~38,000 | ⭐ 63,000 | ⭐ ~90,000 | ❌ (vain maksu) |
| Rappeutumisaika | ⭐ ~ 28 ns | ⚪ ~ 230 ns | ⭐ ~ 16–20 ns | ⚪ ~1–2 µs | ❌ µs MS: lle |
| Huoneenlämpötila | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ❌ (kryogeeninen) |
| Maksaa | ⚪ Keskikokoinen | ✅ Low | ❌ korkea | ❌ korkea | ❌ Erittäin korkea |
6. rajoitukset ja suunnittelun näkökohdat
Hygroskooppisuus:
Erittäin hygroskooppinen; on säilytettävä ja käytettäväilmatiiviinen kapselointi.
Usein sinetöity alumiini -kanistereissa optisella ikkunalla (E . g ., kvartz tai sapphire) .
Kristallin hauraus:
Hauras halogenidikide → kahva varoen kokoonpanon tai pakkauksen aikana .
Kevyen päästöjen sovittaminen:
UV-sininen emissio (~ 350–380 nm) puvutUV-parannetut PMT: ttaiUV-herkkä SIPMS.
Käytä optista rasvaa tai vastaavaa geeliä kytkennän . optimoimiseksi
7. Tyypillinen laiteintegraatio
| Komponentti | Kuvaus |
|---|---|
| Kristallikoko | 1–3 tuumaa (dia tai kuutio) |
| Fotodetektori | PMT tai SIPM |
| Asunto | Hermeettisesti suljettu AL tai ruostumaton teräs |
| Elektroniikka | Esivahvistin + MCA tai Riid -tausta |
| Ohjelmisto | Spektrianalyysi + isotooppitunnuskirjasto |
8. reaalimaailman esimerkkilaitteet
Canberra/Ortec-tyyppinen HPX-kädessäLacl₃: n kanssa: CE
Flir tai termo -riidit(Mukautetut tilaukset)
AvaruussäteilymonitoritTestattu NASA CLYC/LABR₃/LaCl₃ -kokeissa
Öljykentän langan työkalutKäyttämällä lacl₃: ce korkearesoluutioisissa gamma-hakkuissa