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閃爍體是什么，有哪些應(yīng)用
2024-05-23 09:28:50
閃爍體是一類吸收高能粒子或射線后能夠發(fā)光的材料，在輻射探測領(lǐng)域發(fā)揮著十分重要的作用。通常在應(yīng)用中將其加工成晶體，稱為閃爍晶體。
閃爍體分類
用于閃爍計(jì)數(shù)器的閃爍體可分為有機(jī)和無機(jī)兩大類，按其形態(tài)又有固體、液體和氣體三種。
（1）無機(jī)閃爍體
固態(tài)的無機(jī)閃爍體一般是指含有少量混合物（激活劑）的無機(jī)鹽晶體。雖然用純無機(jī)鹽晶體也可作為閃爍體，但加了激活劑后能明顯提高發(fā)光效率。當(dāng)閃爍體中原子的軌道電子從入射粒子接受大于其禁帶寬度的能量時(shí),便被激發(fā)躍遷至導(dǎo)帶。然后,再經(jīng)過一系列物理過程回到基態(tài)，根據(jù)退激的機(jī)制不同而發(fā)射出衰落時(shí)間很短的熒光（約10ns）或是較長的磷光（約1us或更長）。最常用的無機(jī)晶體是用鉈激活的碘化鈉晶體，即NaI（Tl），最大可做到φ240mm以上。它有很高的發(fā)光效率和對(duì)γ射線的探測效率。其他無機(jī)晶體還有CsI（Tl）、CsI（Na）、ZnS（Ag）等，各有特點(diǎn)。新出現(xiàn)的有鍺酸鉍等。氣體和液體的無機(jī)閃爍體，多用惰性氣體及其液化態(tài)制成，如氦、氖、氬、氪、氙等。其中以氙的光輸出最大而較多使用。
（2）有機(jī)閃爍體
有機(jī)閃爍體大多屬于苯環(huán)結(jié)構(gòu)的芳香族碳?xì)浠衔铮浒l(fā)光機(jī)制主要由于分子本身從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的躍遷。同無機(jī)晶體一樣，有機(jī)閃爍體也有兩個(gè)發(fā)光成分,熒光過程小于1納秒。有機(jī)閃爍體又可分為有機(jī)晶體閃爍體、液體閃爍體和塑料閃爍體。有機(jī)晶體主要有蒽、茋、萘等，具有比較高的熒光效率，但體積不易做得很大。
閃爍體應(yīng)用
在根據(jù)閃爍體測量輻射的能量、強(qiáng)度、傳播、衰減等信息的基礎(chǔ)上，工程師們開發(fā)出了多種應(yīng)用。
在醫(yī)學(xué)上，閃爍體是核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的核心部件，通過它醫(yī)生可以快速診斷出人體各器官的病變、腫瘤組織的大小和位置?？梢詭椭∪思霸绨l(fā)現(xiàn)疾病并及時(shí)預(yù)防和治療。
在行李安檢、集裝箱檢查、大型工業(yè)設(shè)備無損探傷、石油測井、放射性探測、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域都發(fā)揮著不可替代的作用。
閃爍體還是制造各類對(duì)撞機(jī)中電磁量能器的重要材料，它可以捕捉核反應(yīng)后產(chǎn)生的各種粒子的信息，是人類探索微觀世界及宇宙演變奧秘的重要工具。
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