γ/快中子图像测量系统闪烁体光输出特性的实验研究

2014-08-07祁建敏章法强陈进川李林波陈定阳

原子能科学技术 2014年4期

祁建敏，章法强，陈进川，李林波，陈定阳

(中国工程物理研究院核物理与化学研究所，四川绵阳 621900)

强脉冲辐射场[1]γ/快中子图像诊断系统[2]基于针孔/编码孔成像或半影成像原理。通常使用大面积闪烁体将成像平面上的γ/快中子信号转化为闪烁光，部分闪烁光通过光学成像系统收集并被由MCP和CCD组成的记录系统记录，由此获得目标区域γ/快中子时空分布的信息。闪烁体是γ/快中子信号的转换体，其闪烁光输出及光学成像系统对闪烁光的收光效率是确定γ/中子图像测量系统灵敏度和测量动态范围的关键参数。当前研制的脉冲γ/快中子图像测量系统关注的闪烁体主要包括用于γ成像的YAG∶Ce3+等高光输出无机闪烁体[3]和用于快中子成像的EJ200、EJ260和EJ264等快时间响应塑料闪烁体。

在传统的脉冲辐射测量研究领域，闪烁体光输出特性的实验测量一般采用闪烁体和光电器件(如光电倍增管，PMT)紧密耦合方式[4-6]。光电器件输出信号较强，但辐射会直接作用在光电器件上，进而对信号输出产生影响。强脉冲γ/快中子图像测量系统使用的闪烁体与记录系统为分离耦合方式，需研究闪烁体光输出强度及其角分布及光学成像系统对闪烁光的收光效率和光谱响应等特性。本工作通过实验研究闪烁体与光敏器件在分离耦合条件下输出电流信号的变化规律，以获得不同类型闪烁体的相对光输出特性，为光学成像系统的光收集和传输特性研究提供必要参数。