Lexsyg釋光探測器 ||在材料表征科研領域應用分享

Lexsyg釋光探測器 ||在材料表征科研領域應用分享

新型摻銀晶體(ti) 問世！中子檢測靈敏度提升，輻射劑量測定進入新紀元

探索 Ag 摻雜 Li₂B₄O₇單晶：OSL 特性與(yu) 中子探測敏感度

在核電站泄漏監測、病症放療劑量校準等場景中，中子檢測的精確度直接關(guan) 係生命安全。傳(chuan) 統熱釋光材料因熱淬滅效應導致信號失真，這一困局終被打破——印度Bhabha原子研究中心新研發的摻銀四硼酸鋰（LTB:Ag）單晶，結合德國Freiberg Instruments的lexsyg TL/OSL智能係統，實現了中子檢測靈敏度與(yu) 量程的雙重突破！

01 材料升級：會(hui) "呼吸"的晶體(ti) 誕生記

研究團隊采用梯度控溫Czochralski法，在氬氣保護下成功培育出直徑25mm的LTB:Ag單晶（圖1）。XPS能譜證實，Ag⁺通過4d→5s電子躍遷形成發光中心，其270 nm紫外發射峰強度較傳(chuan) 統材料提升3倍。這種類人體(ti) 組織等效特性（Zeff=7.3），使其在穿戴式劑量計開發中占鼇頭。

圖1. LTB:Ag單晶

02 lexsyg係統：看不見的精密之手

實驗全程采用lexsyg Research TL/OSL Reader完成重要檢測：
1）458 nm藍光LED陣列實現非接觸式光學激發
2） 配備Hoya U-340+Schott BG39複合濾光係統
3）光子計數型PMT探測器靈敏度達10⁻¹⁷ W
該係統"冷讀取"模式，規避了傳(chuan) 統熱釋光檢測的熱擾動誤差，使0.1 mGy級極低劑量檢測成為(wei) 可能（圖2,3）。

圖2. (a) PL激發和發射光譜(b)LTB:Ag的放射發光光譜。

圖3. 0.1Gy至1KGy範圍內(nei) 不同劑量在固定時間間隔的時間積分OSL強度。

03 性能炸裂：中子場的"火眼金睛"

在lexsyg係統加持下，LTB:Ag展現出驚人特性：
1）中子特異性響應：通過硼橡膠屏蔽技術，成功分離γ射線本底（圖4）
2）超寬動態範圍：熱中子注量3×10⁸-3×10⁹ n/cm²內(nei) 線性響應
3）快速衰減特性：藍光激發10秒即可獲取95%信號量
對比商用Al₂O₃:C材料，其中子靈敏度提升8倍，且無需複雜轉換層。

圖4. LTB:Ag樣品在暴露於(yu) 3 *108中子流後的OSL曲線(虛線)以及γ背景(實線)。小圖顯示了根據不同注量的固定時間間隔的曲線計算的時間積分OSL強度;

04 產(chan) 業(ye) 落地：從(cong) 實驗室到手術室

研究團隊已啟動三項應用驗證：
1）放療實時監測：利用LTB:Ag的瞬態響應特性開發體(ti) 內(nei) 探測器
2）中子成像板：基於(yu) 190 nm波長差實現微米級空間分辨率
3）核廢料監測：lexsyg係統遠程讀取功能保障人員安全