锂基中子探测闪烁共晶的设计、制备及性能表征
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:11775120
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:56.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:A2804.粒子探测技术
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:刘宏德; 郑大怀; 李焕英; 任国浩; 孔腾飞; 薛丽云; 曲达; 李金辰;
- 关键词:
项目摘要
There are more challenges on the neutron detection materials with the development of neutron detection technique. The traditional neutron detection materials can not satisfy the application requirements. Then the neutron detection scintillators are attractive in scintillator research. The Li based neutron detection eutectic is composed of scintillation phase and Li based nuclear reaction phase in which two phases alternate in micro size. The advantage of eutectic in neutron detection is the design of composition and micro structure. And then the neutron detection performances can be optimized. The scintillators with great performances was selected as scintillation phase and Li based materials which can form eutectic with selected scintillators was used as the other phase. According to the Monte-Carlo simulation of nuclear reaction process, scintillation process and light propagation, the micro structure of the eutectic is designed to optimize the performances of the eutectic. The controllable preparation of two phases is achieved by optimize the crystal growth parameters. In the investigation, the work will be carried out according to the performances of scintillators and thermodynamic phase equilibrium theory. The principles are obtained through the results of design of the composition and micro structure. The Li based neutron detection eutectic with great performances in application will be obtained.
中子探测技术的发展对于中子探测材料提出了更高的要求。传统的中子探测材料已经无法满足这些要求,因此中子探测闪烁体成为闪烁材料领域研究的热点。锂基中子探测闪烁共晶由闪烁相与锂基核反应相共同组成,两相交替排列在微观尺度上结合为一体成为复合晶体。因此共晶在中子探测中的优势就在于可进行组分和微结构的设计,实现中子探测性能的优化。选用具有优异闪烁性能的闪烁晶体作为闪烁相,匹配可与该闪烁晶体形成共晶的含Li化合物组成共晶。根据核反应过程与闪烁与光传播过程的蒙特卡洛模拟,设计共晶的微结构,优化共晶的中子探测性能。通过优化生长工艺实现两种晶相微结构的可控制备。在中子探测闪烁共晶的研究中根据材料的闪烁性能与机理的分析,辅以热力学相平衡理论,通过组分设计与实验相结合的方式,围绕“设计→制备→表征→优化”这一过程,总结相关的规律和认识,建立相关理论。研发出满足应用需求的高性能中子探测锂基闪烁共晶。
结项摘要
锂基中子探测闪烁共晶由闪烁相与锂基核反应相共同组成,两相交替排列在微观尺度上结合为一体成为复合晶体。因此共晶在中子探测中的优势就在于可进行组分和微结构的设计,实现中子探测性能的优化。在本研究中通过设计与制备获得CsI-LiI、CsI-LiI:Na 、CsI-LiCl、CsI-LiCl:Na四种中子探测闪烁共晶,研究了坩埚形状、生长速度、温度梯度和组分偏析对于共晶质量的影响。同时针对锂基卤化物共晶易潮解的问题,研发出一套针对潮解材料的加工和封装工艺。通过对这四种共晶的闪烁性能进行研究,建立起其可能的闪烁机制模型,并对不同组分及掺杂锂基闪烁共晶的中子探测性能进行了初步的研究。研究了缺陷对于共晶中的CsI组分闪烁发光慢分量的影响,还研究了缺陷与CsI闪烁发光之间的关系。在研究中还使用Fortran语言编写了基于光子追踪技术的蒙特卡洛程序对闪烁光在不同几何形状的晶体中的传输过程进行了模拟,研究了几何形状、表面状态等因素对于光传输和收集的影响作用。通过本项目的研究掌握了锂基探测闪烁共晶的设计与制备的方法。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
La- and La-/Ce-Doped BaF2 Crystals for Future HEP Experiments at the Energy and Intensity Frontiers Part I
用于未来能量和强度前沿 HEP 实验的 La 和 La/Ce 掺杂 BaF2 晶体第一部分
- DOI:10.1109/tns.2018.2884978
- 发表时间:2019-01
- 期刊:IEEE Transactions on Nuclear Science
- 影响因子:1.8
- 作者:Yang Fan;Chen Junfeng;Zhang Liyuan;Hu Chen;Zhu Ren Yuan
- 通讯作者:Zhu Ren Yuan
CsI-LiCl共晶材料的坩埚下降法生长与闪烁性能研究
- DOI:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2021.03.002
- 发表时间:2021
- 期刊:人工晶体学报
- 影响因子:--
- 作者:颜欣龙;石肇基;彭晨;王瑞;杨帆
- 通讯作者:杨帆
超快闪烁晶体研究进展
- DOI:10.3969/j.issn.1007-5461.2021.02.012
- 发表时间:2021
- 期刊:量子电子学报
- 影响因子:--
- 作者:杨帆;任国浩
- 通讯作者:任国浩
UV-Visible reflectance of common light reflectors and their degradation after an ionization dose up to 100 Mrad
普通光反射器的紫外-可见光反射率及其在电离剂量高达 100 Mrad 后的降解
- DOI:10.1016/j.nima.2021.165043
- 发表时间:2021
- 期刊:Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
- 影响因子:--
- 作者:Yang Fan;Hu Chen;Zhang Liyuan;Zhu Ren-Yuan
- 通讯作者:Zhu Ren-Yuan
Luminescent properties and X-ray imaging result of Lu2O3:Eu structured scintillation film on YSZ single crystal substrate by LCVD method
LCVD法在YSZ单晶衬底上制备Lu2O3:Eu结构闪烁薄膜的发光性能及X射线成像结果
- DOI:10.1016/j.ceramint.2021.07.007
- 发表时间:2021-07
- 期刊:CERAMICS INTERNATIONAL
- 影响因子:5.2
- 作者:Hu Juan;Guo Han;Du Wenbin;Yang Fan;Yang Qiuhong;Feng He
- 通讯作者:Feng He
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其他文献
二维相关谱技术的研究进展及应用
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- 期刊:天津农学院学报
- 影响因子:--
- 作者:连增艳;杨仁杰;董桂梅;杨延荣;吴楠;杨帆
- 通讯作者:杨帆
侧向进水泵站流态模拟及改善研究
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- 影响因子:--
- 作者:赵浩儒;杨帆;刘超;陈世杰;何继业
- 通讯作者:何继业
亥姆霍兹共振腔不同连接方式的传递损失与特性分析
- DOI:10.16731/j.cnki.1671-3133.2018.05.007
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- 影响因子:--
- 作者:杨帆;李丽君
- 通讯作者:李丽君
考虑机侧变流器复杂热载荷特性的寿命评估
- DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.151590
- 发表时间:2017
- 期刊:电工技术学报
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- 作者:高兵;陈民铀;杨帆;邵伟华;付近
- 通讯作者:付近
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- DOI:10.7506/spkx1002-6630-201803045
- 发表时间:2018
- 期刊:食品科学
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- 作者:杨帆;马鑫;武涌;陈红兵;李欣
- 通讯作者:李欣
其他文献
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