發(fā)光在照明和探測中的應(yīng)用(參考版)
2025-05-06 05:18本頁面
【正文】 戈瑞（ gray，用符號 Gy表示）是電離輻射吸收劑量的標(biāo)準(zhǔn)單位，相當(dāng)于 1焦耳每千克（ 1 J ? kg 1）。有兩個(gè)分立的熱釋光峰，峰值溫度分別為150℃ ,300℃ 。熱釋光強(qiáng)度隨線性升溫時(shí)溫度的變化關(guān)系就是 熱釋光曲線 I(T)。這就是 利用熱釋光進(jìn)行考古研究 的基礎(chǔ)。 ? 長余輝材料的最佳陷阱深度相應(yīng)的熱釋光峰溫為50~150 ℃ 。 – 來自淺陷阱態(tài)的發(fā)光 (108τ 104s) – 少量來自較深陷阱 (室溫以下 )的磷光 τ 104 s )。另一部分存儲于深陷阱中，需加熱升溫才能釋放出來，這就是熱釋光。它與白熾燈燈絲的高溫?zé)霟岚l(fā)光 (熱平衡輻射 )有本質(zhì)區(qū)別，熱釋光是發(fā)光體在加熱過程中以光的形式釋放出激發(fā)時(shí)儲存的能量 (非平衡輻射 )。 ? 利用發(fā)光現(xiàn)象設(shè)計(jì)的 輻射劑量計(jì) 有兩類 : –一是 射線發(fā)光劑量計(jì) : 直接利用射線輻照時(shí)產(chǎn)生的閃爍光強(qiáng)標(biāo)定劑量大??； –二是 熱釋光劑量計(jì) : 后者是在射線輻照停止后，發(fā)光體受熱而產(chǎn)生的熱釋光光強(qiáng)作劑量的標(biāo)定。它們中有的來自天然放射性物質(zhì)、宇宙射線，但大量來自人造輻射源。 光激勵(lì)電導(dǎo)隨溫度升高而增加，光激勵(lì)發(fā)光不變。:Eu2+ ? X射線存儲及光激勵(lì)發(fā)光的機(jī)理模型一 模型二 ? 發(fā)光過程中電子是通過隧道效應(yīng)近距離地與空穴復(fù)合，而不是先經(jīng)過導(dǎo)帶后再與空穴復(fù)合。 ? ⑤晶體發(fā)光隨 X射線輻照劑量的改變呈寬的線性關(guān)系。二者峰值波長應(yīng)相距較遠(yuǎn)，以避免強(qiáng)的激勵(lì)光干擾發(fā)光的接收，同時(shí)也可以適宜選用輕便的半導(dǎo)體固體激光器做激勵(lì)光源。既要保證俘獲態(tài)載流子在室溫下穩(wěn)定存在，又能用紅光將其激勵(lì)出陷阱。 ? ②晶體中存在有特定的點(diǎn)缺陷 (色心 )，可以作為電子和空穴的陷阱。與屏 — 片組合 X射線攝像相比，極大地節(jié)省了 X射線檢查的費(fèi)用。 – ② 可以對圖像進(jìn)行后期處理以獲得清晰的影像 。 –它使用的不是瞬時(shí)發(fā)光材料，而是存儲發(fā)光材料。 CR過程的示意如圖所示。 ? 輸出屏材料 – ZnS:Cu+ –(Zn,Cd)S:Cu+ ? 輸出屏上的影像是通過光學(xué)系統(tǒng)用攝像機(jī)攝取、傳輸?shù)诫娨暀C(jī)熒光屏上觀察。 –它的發(fā)射光譜波長應(yīng)該和光電陰極的光譜響應(yīng)波長相匹配。 ? 工作原理 上海泰雷茲電子管有限公司 ? 輸入屏要求 – 輸入屏上 X射線發(fā)光材料應(yīng)該具有大的 X射線吸收效率，即其化學(xué)組成應(yīng)該是由原子序數(shù)大的元素形成的高密度的無機(jī)化合物 。 ? 結(jié)構(gòu) X射線影像增強(qiáng)管 (Xray image intensifiers) ? X射線影像增強(qiáng)管是 X射線醫(yī)學(xué)檢查用的設(shè)備，它是一種電子設(shè)備，能立即將一幅 X射線影像轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的光學(xué)影像，如圖 96所示。 ? 20年代： Zn2SiO4:Mn2+。熒光屏的結(jié)構(gòu)如圖 93所示。 ? 安檢機(jī) ? 熒光屏是由粉末狀的 X射線發(fā)光材料懸浮在高分子膠黏劑膠液中涂布在高質(zhì)量的白卡紙上面制成的。熒光屏前面還應(yīng)裝有鉛玻璃。 醫(yī)學(xué) X射線影像探測－ X射線熒光屏 (Xray fluorescent screens) ? 主要用于 – 團(tuán)體的健康檢查時(shí)胸部等部位的 X射線透視， – 機(jī)場、車站旅客的行李物品的安全檢查， – 以及工業(yè)產(chǎn)品的無損傷檢查 ? 這種熒光屏的發(fā)光材料要求具有高的 X射線吸收效率和高的發(fā)光效率 可以應(yīng)用于輻射劑量檢測 。 ? 當(dāng)晶體受到加熱或受到可見光的激勵(lì)時(shí)，存儲在陷阱中的電子和空穴就會躍出陷阱，或者發(fā)生帶間復(fù)合而發(fā)光，或者在發(fā)光中心上復(fù)合而發(fā)生分立中心發(fā)光。 ? X射線作用于發(fā)光材料上，除了一部分透過、一部分被吸收轉(zhuǎn)化為可見光發(fā)射之外，還有某些物質(zhì)具有存儲發(fā)光的性質(zhì)，可以把吸收的 X射線能量以激發(fā)態(tài)的電子和空穴的形式，暫時(shí)地存儲在晶體的某些陷阱缺陷中。倫琴就提出應(yīng)該找出某種發(fā)光材料，它能吸收穿透手掌的 X射線并能有效地發(fā)射出可見光。當(dāng) X射線能量大于物質(zhì)中某種原子的 L層和 K層電子的結(jié)合能時(shí)，可以激發(fā)其 L層和 K層的電子，在連續(xù)的吸收線上出現(xiàn)增強(qiáng)的吸收，即相應(yīng)的 LI、 LII、 LIII和 K吸收邊。 X射線與物質(zhì)作用 ? X射線作用于固體物質(zhì)上，大部分透過物質(zhì)，一部分被物質(zhì)吸收。 – 靶金屬的原子序數(shù)越大、電壓越高，則產(chǎn)生的 X射線波長越短，能量越大，穿透力越強(qiáng) 。 ? 為了防止陽極靶受熱熔化，是將高熔點(diǎn)金屬鎢或鉬做成的陽極靶心，鑲嵌在散熱的銅塊中，并且用油冷卻，或做成可以循環(huán)轉(zhuǎn)動的靶以散熱。 ? 像所有的電磁輻射 (如可見光、紫外線、無線電波等 )一樣， X射線也具有連續(xù)波和粒子的雙重性。在實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)院里是用 X射線管產(chǎn)生 X射線。 ? 計(jì)數(shù)探測技術(shù)使用由閃爍發(fā)光晶體組成復(fù)雜的光電儀器裝置，主要應(yīng)用于高能物理和核物理研究的電磁量能器 (electromagic calorimeter)以及 X射線計(jì)算斷層照相 (Xray puted tomog
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