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用于测井应用的 NaI(Tl) 闪烁体

Na(Tl) 晶体的基本性质



NaI(Tl) 闪烁体简介

对于优质探测器而言,闪烁材料需具备透光率高、易于制备大尺寸晶体以及光输出量大(且与入射辐射成正比)等关键特性。兼具这些优异探测性能的材料并不多见。

掺铊碘化钠 [NaI(Tl)] 晶体是一种性能卓越的闪烁体。它拥有极高的光子产额,被视为光子-电子产额的行业标杆;其 415 纳米的发射波长与光电倍增管(PMT)的响应特性高度匹配。此外,NaI(Tl) 还具有高能量分辨率,这是影响能谱分析精度的关键因素。NaI(Tl) 闪烁体广泛应用于工业、医疗、核科学及高能物理等领域,用于 X 射线、伽马射线和中子的探测。由于 NaI(Tl) 易于潮解,通常将其封装在铝制外壳内以进行保护。

在地质勘探和油田测井作业中,常利用伽马射线进行探测。探测器通常需要置于地下 400 米深处工作,面临高温(150℃–200℃)、高压及剧烈振动等恶劣环境,这对探测器的制造工艺提出了巨大挑战。杭州 Shalom EO 选用优质 NaI(Tl) 闪烁体,并结合坚固的抗震结构设计,确保了产品的抗振性能。该产品采用钛合金作为外壳材料,蓝宝石作为光学窗口材料,两者均为高强度材料。这些探测器能够在恶劣环境下稳定运行,非常适合测井应用。

 



NaI(Tl) 探测的工作原理

所有基于闪烁体的探测器都遵循同一基本原理:当辐射射入闪烁体时,会激发其发射可见光光子(即闪烁光)。这些光子穿过晶体,照射到一块被称为“光电阴极”的金属薄片上,随后进入探测器的下一级组件——光电倍增管(PMT)。

当光子到达光电阴极时,会引发电子发射。光电阴极后方排列着一系列施加了电压(通常为数百至数千伏)的金属杯状电极。所施加的电压会加速电子,使其以足够大的动能撞击金属杯,从而释放出更多的电子。随后,这些电子被加速射向下一个金属杯,每个“新”电子又会引发新一轮电子的释放。整个过程结束后,输出信号的强度可达初始信号的约一百万倍。

在使用 NaI(Tl) 闪烁体进行伽马射线探测时,每当一个伽马粒子撞击晶体,便会触发这一完整过程,最终形成一股电子脉冲到达探测器的末端。


测井用 NaI(Tl) 晶体规格

  1. 工作温度:25°C - 175°C
  2. 振动:加速度 20g
  3. 频率:20-1000Hz
  4. 冲击:400g @ 1ms


Shalom EO 的 NaI(Tl) 闪烁体示例

这是一款高温抗振探测器。它由直径为39×258mm的NaI(Tl)晶体组成,具有抗振设计,外壳材料采用钢合金,适合测井应用。

 

       


杭州Shalom EO是铊掺杂碘化钠(NaI(Tl))闪烁晶体成熟的制造商与供应商,在国内拥有相当大的业务规模。我们同时也向国际市场出口NaI(Tl)产品,年出口量在200至300件之间(出于商业保密原因,敬请谅解我们无法披露客户名单)。

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