低余暉液體閃爍體的制備與光學(xué)性能研究.pdf

1、利用一種快閃爍探測器和時(shí)間飛行技術(shù)(TOF)檢測激光聚變產(chǎn)生的中子信號(hào)可以為ICF中微型球狀靶丸發(fā)生的聚變反應(yīng)提供寶貴的診斷信息。然而，探測聚變反應(yīng)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的中子信號(hào)是很困難的，因?yàn)閺?qiáng)X射線產(chǎn)生在中子之前。拍瓦激光產(chǎn)生中子脈沖信號(hào)和高強(qiáng)度的X射線，即使利用門控光電倍增管可以抑制輻射探測，但是高強(qiáng)度的X射線仍然容易淹沒相對(duì)較弱的中子信號(hào)。因此，具有快衰退時(shí)間的低余暉液體閃爍體對(duì)中子診斷技術(shù)起著舉足輕重的作用。
　　在中子成像系統(tǒng)中，

2、由于液體閃爍體封裝在毛細(xì)管陣列中，當(dāng)平行于毛細(xì)管軸的入射中子穿過液體閃爍體介質(zhì)時(shí)，中子主要與封裝于毛細(xì)管中的液體閃爍體的H核發(fā)生彈性碰撞，由于C核的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于中子，發(fā)生彈性碰撞相對(duì)于H核小很多。產(chǎn)生的反沖質(zhì)子在運(yùn)動(dòng)過程中損失能量用于激發(fā)閃爍體溶劑分子。閃爍體光的空間分布主要由彈性質(zhì)子的橫向跨越幅度來決定的。根據(jù)動(dòng)量定理、能量守恒，反沖D的射程大約為相同能量的反沖H射程的一半。因此，氘代液體閃爍體可以大大提高中子圖像分辨率。
　　

3、液體閃爍體包括溶劑和閃爍體，其中溶劑占整個(gè)液體閃爍體的99％（質(zhì)量比）以上，起著溶液的載體和能量轉(zhuǎn)移作用。因此，溶劑的物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)液體閃爍體的性能有決定性影響。一種好的溶劑應(yīng)當(dāng)具有較好的光學(xué)透明性、高閃點(diǎn)、高折射率、長期穩(wěn)定性和環(huán)境友好性。對(duì)二甲苯PX具有化學(xué)性能穩(wěn)定、衰退長度長、閃點(diǎn)高等優(yōu)點(diǎn);PXE(phenyl-o-xylylethan)具有閃點(diǎn)高、低毒環(huán)保、化學(xué)性能穩(wěn)定的性能;DIN(di-isopropylnaphthalen

4、e)以較好的離域性受到廣大學(xué)者的關(guān)注。根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研，擬選用PX、PXE和DIN作為液體閃爍體的候選溶劑，分別選用PPO(2，5-Diphenyloxazoze)和bis-MSB(p-bis(o-methylatyryl)-benzene)作為第一閃爍體和第二閃爍體。
　　利用紫外分光光度計(jì)測試PX、PXE和DIN三種溶劑的吸光度，PX是三者中衰減長度最長的溶劑。利用熒光光度計(jì)測試不同濃度PPO溶解在PX、PXE和DIN的熒光光譜，

5、測試結(jié)果表明PPO溶解在PX中的發(fā)射光譜與bis-MSB吸收光譜重疊范圍大的溶劑。測試相同濃度溶解在PX、PXE和DIN三種溶劑中的熒光衰退時(shí)間曲線，以PX為溶劑的液體閃爍體具有快衰退時(shí)間常數(shù)和權(quán)重。結(jié)合衰減長度、熒光發(fā)射光譜以及熒光衰退時(shí)間曲線三個(gè)參數(shù)，PX是應(yīng)用于中子診斷技術(shù)的最佳液體閃爍體溶劑。以PX為溶劑，制備成不同濃度的PPO液體閃爍體，測試其光產(chǎn)額，尋找出最佳濃度的PPO為3.5 g/L;以3.5 g/L PPO和不同濃度的