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闪烁体

塑料闪烁体

什么是塑料闪烁体?

塑料闪烁体是一种有机闪烁体,由将发光团(也称为荧光体或发光添加剂,这些是能在受到电离辐射作用时发光的有机闪烁分子)溶解到透明聚合物基体(如聚苯乙烯、聚乙烯基甲苯或聚乙烯)中制成,并形成一种坚固、透明的固态溶液。塑料闪烁体的化学组成一般包含三部分:聚合物基体、闪烁分子(如芳香烃类:p-三联苯、苯乙烯,或有机染料类:蒽、苝),以及可以加入的掺杂剂,以提升闪烁体的灵敏度和效率。

塑料闪烁体的工作原理如下:当伽马射线、α粒子、β粒子和中子等电离辐射进入塑料闪烁体时,其能量被吸收并传递给发光团,发光团再将这些能量转化为光脉冲,可被光传感器或光电倍增管检测到。荧光体负责闪烁作用,而聚苯乙烯则作为坚固的基底材料将一切固定在一起。

塑料闪烁体具有多种优势,包括重量轻、响应速度快、较高的光输出、成本低、易加工成各种形状。其信号衰减时间通常在 2ns 到 4ns 之间,非常适合高速应用。塑料闪烁体的光输出良好(虽然不如 NaI(Tl) 高),并且具有极佳的坚固性、大尺寸可得性以及形状灵活性,可通过模塑和机械加工制成各种形状。

在应用方面,塑料闪烁体是闪烁剂量测量(scintillation dosimetry)的有力候选材料,具有接近水等效性、能量无关性、可重复性、剂量线性、耐辐射损伤以及接近温度无关性等优点。

Shalom EO 提供什么?

杭州 Shalom EO 提供多种塑料闪烁体产品,兼具高性价比和优异性能。我们的产品目录涵盖大块塑料闪烁体材料(可提供板材、片材、块材、棒/圆柱、环形件等多种形式),以及与 PMT、硅二极管、电子模块和数字读出单元集成的塑料闪烁体探测器。我们的塑料闪烁体可与 Eljen 和 Saint Gobain(现已更名为 Luxium Solutions)的塑料闪烁体性能相当。

S-PST101 塑料闪烁体的发射峰位于 423nm,是一种通用型闪烁体,非常适合用于伽马射线、X 射线和 μ 子等辐射探测。这种闪烁体可提供大尺寸规格,并易于与光电倍增管(PMT)组装。其性能相当于 Eljen EJ212 和 Saint Gobain(Luxium Solutions)BC400 塑料闪烁体。S-PST101 对辐射响应极快,特别适合飞行时间系统等对时间分辨率要求高的应用。此外,S-PST101 的闪烁材料还具有低光学衰减的特点,可保证光在其中长距离传播时的强度损失较小。

S-PST102 也在 423nm 发射光谱峰,但其掺杂浓度经过优化,更适合 β 辐射探测。S-PST102 塑料闪烁体材料主要以薄片形式提供,用于探测穿透能力较弱、易被较厚材料阻挡的 β 粒子。该型号性能等同于 EJ212 和 BC400。

S-PST121、S-PST122 和 S-PST123 均为 ZnS(Ag) 塑料闪烁体,这类涂覆硫化锌(Ag 激活)层的塑料闪烁体具有专门针对 α/β 辐射及低能伽马探测的独特性能。ZnS:Ag 涂层采用先进涂覆工艺,确保涂层质量均匀,产品性能稳定。

普通塑料闪烁体可探测 α 和 β 粒子,但难以区分它们,因为 α 和 β 粒子的脉冲高度可能非常接近,普通电子学电路难以有效区分。S-PST121 由一片薄型 S-PST102 塑料闪烁体单面涂覆 ZnS(Ag) 层组成,涂层厚度(通常为 4.5mg/cm²)可完全阻止 α 粒子并发射 450nm 光,而 β 粒子则能穿透涂层并与 S-PST102 塑料层相互作用,产生 423nm 光。这样,单一探测器即可实现 α/β 双探测,并通过光信号的不同特征进行区分。底部的 S-PST102 保持足够薄,以降低对伽马辐射的灵敏度。S-PST121 性能等同于 Eljen EJ444。

S-PST122 是在 S-PST101 上涂覆 ZnS(Ag) 制成的,适用于低能伽马辐射探测,可探测能量为 40 keV 的伽马射线。

S-PST123 则是在 PMMA 片材或块材的一面均匀沉积 ZnS(Ag) 荧光粉涂层,主要用于 α 辐射探测。该涂层密度足以完全阻挡并探测常见来源(如 ²⁴¹Am)的 α 粒子。S-PST123 的 PMMA 基底厚度与 Eljen EJ442 相当。

此外,杭州 Shalom EO 还提供无机闪烁体 S-GST101,该产品为锂-6(Li-6)玻璃闪烁体,富集 Li-6,用于热中子探测。