Lanthanum bromide (Labr₃) tinh thể là mộtVật liệu gây bệnh vô cơđược sử dụng rộng rãi trong phát hiện bức xạ và quang phổ. Nó được biết đến với hiệu suất tuyệt vời trong việc phát hiện các tia gamma, đặc biệt là trong các ứng dụng có độ phân giải cao.
1. Thành phần và doping
Vật liệu cơ bản: Lanthanum bromide (Labr₃)
Chất pha tạp: Ion cerium (ce³⁺), thường là nồng độ mol 5%
Cerium được sử dụng vì nó cung cấpÁnh sáng chiếu nhanh và dữ dộiThông qua chuyển tiếp 5D → 4F.
2. Tính chất vật lý & cơ học
| Tài sản | Giá trị |
|---|---|
| Cấu trúc tinh thể | Hình lục giác |
| Tỉ trọng | ~ 5,29 g\/cm³ |
| Điểm nóng chảy | ~ 783 độ |
| Độ cứng (MOHS) | ~ 3 (mềm) |
| Sự phân tách | Không có |
| Khả năng hút ẩm | Mạnh mẽ (phải được niêm phong ẩn dật) |
| Hệ số mở rộng nhiệt | ~7.3 × 10⁻⁶ /K |
| Chỉ số khúc xạ | ~ 1.9 ở 400nm |
3. Thuộc tính scintillation
| Tài sản | Labr₃: CE |
|---|---|
| Năng suất ánh sáng | ~ 63, 000 photon\/mev |
| Bước sóng phát xạ cực đại | ~ 380nm (UV-Blue) |
| Độ phân giải năng lượng (FWHM) | ~ 2.6 |
| Thời gian phân rã (thành phần chính) | ~ 16 bóng30 ns |
| Ánh sáng sau khi tàn | Rất thấp |
| Độ nhạy nhiệt độ | Vừa phải |
Ghi chú: Thời gian phân rã nhanh cho phéptừ chối chồng chấtTrong môi trường tỷ lệ cao như giám sát PET và hạt nhân.
4. Hiệu suất phát hiện bức xạ
Lanthanum Bromide cung cấp:
Tách đỉnh cao cấptrong quang phổ gamma.
Giải quyết thời gian tuyệt vời, làm cho nó lý tưởng choThời gian bay (TOF) PET.
Phản ứng ổn định và có thể dự đoán được, đặc biệt là khi kiểm soát nhiệt độ.
So với NAI (TL):
| Tính năng | Labr₃: CE | NAI (TL) |
|---|---|---|
| Năng suất ánh sáng | ~ 63, 000 ph\/mev | ~ 38, 000 ph\/mev |
| Độ phân giải năng lượng @662Kev | ~2.8% | ~6.5–7.0% |
| Thời gian phân rã | ~ 16 ns | ~ 230 ns |
| Hút ẩm | Có (nghiêm trọng hơn) | Đúng |
| Trị giá | Cao | Thấp |
5. Ứng dụng
a. Bảo mật hạt nhân và X quang
Phát hiện các nguồn phóng xạ (ví dụ, pháp y hạt nhân)
Màn hình cổng thông tin, máy quang phổ cầm tay
b. Hình ảnh y tế
Máy quét thú cưng: cho PET thời gian bay
Hệ thống SPECT: với độ phân giải hình ảnh được cải thiện
c. Ghi nhật ký dầu khí
Phổ gamma trong các công cụ ghi nhật ký tốt (do độ phân giải cao trong điều kiện khắc nghiệt)
d. Vật lý hạt năng lượng cao và hạt
Máy dò tia gamma trong các thí nghiệm gia tốc
6. Cân nhắc kỹ thuật
Niêm phong & Bao bì
Labr₃: CE làNội soi cao, nhiều hơn NAI (TL)
Yêu cầuNiêm phong HermeticTRONG:
Hộp kim loạivới cửa sổ kính hoặc
Được gói gọn với mỡ quang & thạch anh
Khả năng tương thích quang điện tử
Phù hợp phát thảiỐng quang hóa (PMT)VàSilicon Photomultipliers (SIPMS)
Kết hợp cẩn thận với các vật liệu khớp nối quang (dầu mỡ, cửa sổ)
Hiệu ứng nhiệt độ
Năng suất ánh sáng và độ phân giải năng lượng xuống cấp với nhiệt độ tăng
Thường được ghép nối vớiĐiện tử bù nhiệt độ
Định dạng thương mại
Kích thước điển hình bao gồm từ các đĩa nhỏ (1 Ném2 inch) đến các xi lanh lớn
Thường được bán tích hợp với các tổ hợp cơ sở PMT (máy quang phổ cắm và chơi)