全書共8章，第1章和第2章從閃爍發光的基本概念和基本原理入手，以簡潔通俗的方式闡述閃爍晶體的發光過程、發光機理，以及閃爍性能的測試和表征方法。第3-第7章按照材料的化學成分分別對鹵化物、鍺酸鉍、鎢酸鹽、硅酸鹽和鋁酸鹽等五個類別中的典型閃爍晶體進行介紹，闡述其結構、性能、生長方法、生長缺陷，以及制備技術等。第8章集中展示了閃爍材料在核物理、高能物理、核醫學和安全檢測等主要領域的應用。
目錄
前言
第1章無機閃爍晶體的發光機理 1
1.1輻射與物質的相互作用 1
1.1.1 帶電粒子與物質的相互作用 1
1.1.2 高能光子與物質的相互作用 5
1.1.3 中子與物質的相互作用 11
1.2能量的吸收與激發過程 12
1.2.1 閃爍過程概述 12
1.2.2 閃爍效率 14
1.3能量傳輸過程 17
1.3.1 摻雜離子的能量俘獲 17
1.3.2 激子和陷阱的能量俘獲 17
1.4光發射過程 18
1.4.1 發光中心類型 18
1.4.2 輻射躍遷與非輻射躍遷 19
1.4.3 電荷遷移發光 21
1.5閃爍發光動力學 22
1.5.1 閃爍上升時間和衰減時間 22
1.5.2 各類發光類型的衰減特性 25
1.6光猝滅 27
1.6.1 溫度猝滅 27
1.6.2 電離猝滅 28
1.6.3 濃度猝滅與自吸收 30
1.6.4 雜質猝滅 32
1.7閃爍晶體的輻照損傷 32
1.7.1 電離輻射下的輻照損傷 33
1.7.2 質子輻照下的輻照損傷 40
1.7.3 中子輻照下的輻照損傷 43
參考文獻 43
第2章閃爍性能的測試與研究方法 48
2.1閃爍性能測試的物理基礎 49
2.1.1 光傳播的經典理論 49
2.1.2 高能光子 /電子與閃爍晶體作用的相關參數 53
2.1.3 統計規律與誤差分析 55
2.2透射光譜與吸收光譜 58
2.2.1 測試原理與設備 59
2.2.2 數據處理方法 60
2.3激發發射光譜 63
2.3.1 紫外/可見光激發發射光譜 63
2.3.2 X射線激發發射光譜 64
2.3.3 數據處理方法 65
2.4多道能譜 68
2.4.1 測試原理 69
2.4.2 測試使用的光電探測器 69
2.4.3 多道能譜儀 73
2.4.4 數據處理與分析 76
2.5閃爍衰減時間測試 79
2.5.1 測試原理 79
2.5.2 測試裝置與方法 80
2.5.3 數據處理方法 83
參考文獻 84
第3章鹵化物閃爍晶體 87
3.1堿金屬鹵化物閃爍晶體 87
3.1.1 碘化鈉晶體 88
3.1.2 碘化銫晶體 98
3.1.3 摻銪碘化鋰晶體 122
3.2堿土金屬鹵化物閃爍晶體 127
3.2.1 氟化鋇晶體 127
3.2.2 碘化鍶晶體 141
3.3稀土鹵化物閃爍晶體 150
3.3.1 氟化鈰晶體 151
3.3.2 氯化鑭晶體 156
3.3.3 溴化鑭晶體 165
3.3.4 溴化鈰晶體 181
3.4鉀冰晶石閃爍晶體 184
3.4.1 鉀冰晶石晶體結構 185
3.4.2 CLYC:Ce晶體的閃爍性能 187
3.4.3 CLLC:Ce晶體的閃爍性能 196
3.4.4 CLLB:Ce晶體的閃爍性能 197
3.4.5 CLLBC:Ce晶體的閃爍性能 198
3.4.6 CLYC:Ce晶體生長 200
3.5新型鹵化物閃爍晶體 201
3.5.1 鹵化物復鹽閃爍晶體 201
3.5.2 近紅外發光鹵化物晶體 207
3.5.3 鈣鈦礦結構閃爍晶體 212
參考文獻 222
第4章鍺酸鉍閃爍晶體 238
4.1 BGO晶體的研究歷史 238
4.2 BGO晶體的組成、結構與基本物性 239
4.3 BGO晶體的閃爍特性 242
4.3.1 發光、衰減及透光性能 243
4.3.2 光輸出、能量分辨與能量響應性能 247
4.3.3 光響應均勻性 250
4.3.4 輻照誘導吸收與抗輻照性能 259
4.4 BGO晶體的生長 262
4.4.1 提拉法晶體生長 263
4.4.2 坩堝下降法晶體生長 265
4.5 BGO晶體的宏觀缺陷 270
4.5.1 灰黑色界面層 270
4.5.2 縱向條紋 273
4.5.3 云層狀散射 274
4.5.4 生長芯 276
4.6 BGO的晶體應用 277
4.6.1 高能物理 277
4.6.2 核物理 278
4.6.3 天體物理 282
4.6.4 核醫學成像 284
4.6.5 資源勘探 287
4.6.6 其他應用 288
參考文獻 288
第5章鎢酸鹽閃爍晶體 298
5.1鎢酸鉛晶體 298
5.1.1 晶體結構 299
5.1.2 閃爍性能 300
5.1.3 色心與輻照損傷 305
5.1.4 摻雜效應 307
5.1.5 各向異性 311
5.1.6 晶體制備 312
5.1.7 晶體應用 315
5.2鎢酸鎘晶體 316
5.2.1 晶體結構與基本物理性質 316
5.2.2 閃爍性能及機理 317
5.2.3 晶體制備 324
5.2.4 應用 328
5.3鎢酸鈣 329
5.3.1 晶體閃爍性能 330
5.3.2 晶體生長 333
5.4鎢酸鋅 334
5.4.1 晶體閃爍性能 334
5.4.2 晶體生長 336
參考文獻 337
第6章硅酸鹽閃爍晶體 349
6.1正硅酸鹽閃爍晶體 349
6.1.1 硅酸釓晶體 349
6.1.2 硅酸釔晶體 354
6.1.3 硅酸釔镥晶體 358
6.2焦硅酸鹽閃爍晶體 401
6.2.1 焦硅酸镥晶體 401
6.2.2 焦硅酸釓閃爍晶體 414
參考文獻 419
第7章鋁酸鹽閃爍晶體 430
7.1鈣鈦礦結構鋁酸鹽閃爍晶體 430
7.1.1 Lu1–xYxAlO3:Ce晶體 431
7.1.2 YAP:Ce/Yb晶體 444
7.1.3 GdAlO3:Ce晶體 448
7.2石榴石結構鋁酸鹽閃爍晶體 449
7.2.1 YAG:Ce晶體 451
7.2.2 LuAG:Ce/Pr晶體 453
7.2.3 GAGG:Ce晶體 459
參考文獻 469
第8章無機閃爍晶體的應用 478
8.1應用領域對無機閃爍晶體的性能要求 478
8.2核物理 481
8.2.1 粒子散射實驗 482
8.2.2 射線探測 483
8.2.3 帶電粒子探測 484
8.2.4 粒子鑒別 485
8.2.5 反康普頓屏蔽 486
8.2.6 中子探測 486
8.2.7 DMMSC實驗 487
8.3高能物理實驗 488
8.3.1 晶體球探測器 489
8.3.2 北京譜儀 490
8.3.3 歐洲核子研究中心 CMS實驗 492
8.3.4 德國 PANDA實驗 493
8.3.5 下一代閃爍晶體電磁量能器 495
8.4天體物理研究 504
8.4.1 暗物質和雙 β衰變 504
8.4.2 行星能譜測量 505
8.4.3 射線天文 509
8.4.4 太陽探測 510
8.5醫學成像 512
8.5.1 計算機斷層掃描的基本原理 514
8.5.2 平面 X射線成像 514
8.5.3 X射線計算機斷層掃描 516
8.5.4 單光子發射計算機斷層掃描 519
8.5.5 正電子發射斷層掃描 521
8.6射線無損檢測 530
8.6.1 射線照相無損檢測 531
8.6.2 X射線照相無損檢測 532
8.6.3 X射線工業 CT 539
8.7電離輻射監測與安全檢查 546
8.7.1 被動探測系統 546
8.7.2 X射線和 射線主動探測系統 552
8.7.3 中子主動探測系統 556
8.8核測井 559
8.8.1 核測井方法與原理 560
8.8.2 核測井主動射線源 564
8.8.3 核測井對閃爍晶體的性能要求 565
8.8.4 核測井用閃爍晶體 566
參考文獻 567
附錄一常用閃爍晶體的閃爍性能表 575
附錄二常用放射源 576
附錄三典型閃爍晶體吸收已知能量 X射線的 95%所需要的晶體厚度 577
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