闪烁体探测器组件

辐射计数应用设计

正确的探测器封装和闪烁晶体集成可以说是一门科学,它将先进的设计和工程技能与成熟的装配技术和材料相结合,以生产稳定、高分辨率的辐射探测器。

闪烁体探测器配置

我们提供各种标准探测器设计,以满足大多数辐射计数应用的要求。

  • 固体探测器通常用于伽马射线光谱、材料检测、活化分析、氡气罐计数、甲状腺摄取测量以及能量大于 15 keV 的健康物理应用。
  • 专门针对端头井和侧钻井进行配置的探测器对于小型源的放射性测量和高能放射同位素测量是非常有效的。端头井探测器的效率最高(通常在 80% 以上),因为闪烁体会包围样品。当空间有限时,侧钻井探测器是比较理想的选择,也是第二高效的配置,从而成为放射免疫分析和燃料棒监测应用的理想之选。
  • 与相同直径和长度的圆柱形闪烁体相比,横截面为方形或矩形的闪烁体的体积可增加 27%。这有助于提高探测器的效率,同时减小封装尺寸和降低屏蔽要求。它们可以轻松堆叠成阵列,以提高航空测量、全身计数、安全出入口监测以及中高能物理学等应用的效率。
  • 薄型设计的辐射入射窗口适用于低能和 X 射线探测应用。薄型入射窗口有助于在低至 3 keV 的能量下进行测量,而薄型晶体则可以降低对背景辐射的灵敏性。 

光传感器选件包括 PMT、位置灵敏型 PMT 和 SiPM,针对低背景、高分辨率、固定式高电压使用或增益匹配。

这些标准探测器配置的设计均可考虑以下内容:

  • 附加电子器件
    • 集成或插拔式分压器、前置放大器、高压电源和多通道分析仪。
  • 定制设计选项
    • 例如,特殊法兰、安装夹具、低背景封装选项、在标准实验室环境之外的恶劣环境(极端寒冷、真空、高温、水下、严重机械冲击和振动)下作业或者其他修改,您都可以提出要求。
集成
在这种配置中,集成安装的光敏装置(例如,光电倍增管 (PMT) 和硅光电倍增管 (SiPM))直接与闪烁体光学耦合。闪烁体和光敏装置组装在一个不透光、紧凑和密封的封装中,以实现最佳性能。
这种设计通常比其他设计产生更好和更一致的能量分辨率。因此,这些探测器是光谱测定和放射性同位素测定的首选。

特点

  • 光敏装置直接到安装到晶体上
  • 紧凑封装
  • 光敏装置与闪烁体进行匹配和测试
  • 一致、出色的能量分辨率

设计说明

  • 适用于 NaI(Tl)、CsI、LaBr3(Ce)、CLLB、BGO 等闪烁材料的设计
  • 当闪烁体(如 NaI(Tl))具有吸湿性时,探测器则采用密封封装。
  • 闪烁体的最大尺寸为直径或对角线 127mm (5")。
Integrated scintillation detectors for radiation detection
 
典型设计示例  
闪烁体 型号 闪烁体尺寸 PMT 直径 针数 级数 PHR @ Cs-137 销售图纸
NaI(Tl) 2M2/2 2" 直径 x 2" 厚 2" 14 针 8 < 8.0%
NaI(Tl) 3M3/3 3" 直径 x 3" 厚 3" 14 针 10 ≤ 7.5%
NaI(Tl) 3M3/3 3" 直径 x 3" 厚 3" 14 针 8 ≤ 7.5%
LaBr3(Ce) 25S25/1.5 1" 直径 x 1" 厚 1.5" 12 针 8 ≤ 3.5%
LaBr3(Ce) 51S51/2 2" 直径 x 2" 厚 2" 14 针 8 ≤ 3.5%
LaBr3(Ce) 51S51/3 2" 直径 x 2" 厚 3" 14 针 8 ≤ 3.0%

 

可拆卸
可拆卸设计是通过对光学窗口的密封来实现的,可以在不影响闪烁体密封封装的情况下拆除光敏装置。这种配置非常适合需要使用直径大于 4”的晶体或多个光敏装置的应用。

特点

  • 可以拆除光敏装置,而不会干扰闪烁晶体的密封封装
  • 可容纳大体积的闪烁体
  • 探测器的性能可以保证能量和/或时间分辨率

设计说明

  • 大型探测器可能需要多个 PMT
  • 对于一个多 PMT 组件,PMT 的增益是相匹配的,并且保持平衡。这样就可以对所有 PMT 的输出进行求和,并获得一个具有最佳能量分辨率的均匀信号。我们数据库中每个探测器的记录使我们能够提供替换型 PMT。
  • PMT 观察不到的闪烁体区域用反光材料覆盖,以实现最佳光收集。
Detector with demountable PMT assembly
 
典型设计示例
闪烁体 型号 闪烁体尺寸 PMT 直径 针数 级数 PHR @ Cs-137 图纸
NaI(Tl) 5H5/5 5" 直径 x 5" 厚 5" 14 针 10 ≤ 8.5%
NaI(Tl) 6H6/5 6" 直径 x 6" 厚 5" 14 针 10 ≤ 8.5%
NaI(Tl) 4X4H16/3.5A 4" x 4" x 16" 长 3.5" 14 针 10 ≤ 8.0%

 

矩形
横截面为方形或矩形的闪烁体探测器是标准的正圆柱形探测器的一个具有成本效益的替代品。根据闪烁体的选择,可提供各种长度,而常见尺寸为 16”。对于长方形或矩形探测器,则可以实现出色的均匀性。设计和组装的长度可达 1m。其阻断力足以应对高能伽马射线。常见应用包括航空测量、全身扫描、脉冲伽马中子活化分析 (PGNAA) 和出入口监测器。

特点

  • 晶体体积增大
  • 减少光敏装置的数量,实现大范围覆盖
  • 大体积晶体只需要一个 PMT
  • 轻松堆叠成阵列,以提高效率
  • 出色的能量分辨率和均匀性

最常见的尺寸为 2"x4"x16"、3"x5"x16" 和 4"x4"x16"(组件)。PMT 的尺寸包括 2"、3" 和 3.5"。铝或不锈钢外壳很常见。
应用包括航空测量、全身计数、安全出入口监测和中高能物理学。

Rectangular NaI Detector
 
典型设计示例
闪烁体 型号 闪烁体尺寸 PMT 直径 针数 级数 PHR @ Cs-137 图纸
NaI(Tl) 2X4H16/3A 2" x 4" x 16" 长 3" 14 针 8 ≤ 8.0%
NaI(Tl) 3X5H16/3SS 3" x 5" x 16" 长 3" 14 针 10 ≤ 9.0%
NaI(Tl) 4X4HG16/3.5SS 4" x 4" x 16" 长 3.5" 14 针 10 ≤ 8.5%

 

封装式
文本 闪烁晶体由金属容器进行密封封装,一端有一个光学窗口,闪烁体和容器壁之间有反光材料。可以制成各种形状(包括矩形)和尺寸。这些探测器需要用户提供的外部耦合光敏装置。

特点

  • 可靠的密封封装
  • 稳定的反光系统
  • 灵活配置

设计说明

  • 由非吸湿性闪烁体制成的探测器可以在没有光学窗口的情况下进行组装,例如 BGO、CdWO4。
  • 当使用吸湿性闪烁体(例如,NaI(Tl))时,探测器则采用密封封装。
  • 您可以使用光学耦合剂和黑色胶带来进行不透光密封,以临时安装 PMT。我们可以提供光学耦合材料。
Packaged Scintillation Crystals
 
典型设计示例
型号 闪烁体尺寸 PHR @ Cs-137 图纸
2R2 2" 直径 x 2" 厚 ≤ 8.0%
3R3 3" 直径 x 3" 厚 ≤ 8.5%

 

薄型窗口
我们的 X 射线探测器和探头可用于各种低能和 X 射线探测应用。这些探测器有三种组装方式:
  • 封装是式 X 射线晶体用于 X 射线衍射、X 射线荧光、穆斯堡尔 (Mossbauer) 研究和测量
  • 一体式 X 射线探测器用于健康物理学应用
  • 带固定准直器的X射线探针是需要恒定曝光面积的应用的理想之选。
均采用薄型 1mm 或 2mm NaI(Tl) 晶体 — 通常直径为 25mm (1")、38mm (1.5") 或 51mm (2") — 并选择一个辐射入射窗口,为感兴趣的能量提供适当的透射。带有铍入射窗口的组件的典型能量范围为 3 至 100keV,而带有铝入射窗口的组件的能量范围为 10 至 200keV。 

特点

  • 薄型入射窗口有助于在低至 3 keV 的能量下进行测量
  • 薄型晶体可降低对背景辐射的灵敏性

热门配置

  • X 射线封装晶体与 1mm 厚的 NaI(Tl) 晶体安装在铝制容器中,并通过辐射入射窗口和光学窗口进行密封。
  • X 射线集成组件与 1mm 厚的 NaI(Tl) 晶体安装在带有辐射入射窗口的铝制容器中,并直接和带有外部遮光罩的光电倍增管进行光学耦合。PMT 端接 12 或 14 针酚醛底座,具体取决于使用的是 1.5" 还是 2" PMT。闪烁体容器和遮光罩为探测器形成连续、密封、不透光的外壳。
  • X 射线探头由一个封装的晶体(型号 1XR.040/B)组成,该晶体安装在带有可拆卸黄铜准直器的铝制容器中,并与带有 Mu 金属磁性遮光罩的光电倍增管光学耦合。PMT 连接到一个内置的低噪声分压器,该分压器通过信号和高压电缆进行端接。闪烁体容器和遮光罩为探测器形成一个连续、不透光的外壳。
Scintillation Detector with thin entrance window for low energy
部分典型设计  
闪烁体 型号 闪烁体尺寸 PMT 直径 针数 备注 PHR @ Fe-55 图纸
NaI(Tl) 1XR .040 B 1" 直径 x 0.040" 封装式 ≤ 55%
NaI(Tl) 1XM .040/1.5B 1" 直径 x 0.040" 1.5" 12 针 一体式 ≤ 50%
NaI(Tl) 1XMP 0.040 B 1" 直径 x 0.040" 1" 一体式 带分压式前置放大器的探头 ≤ 55%

 

Brochures
152324_Luxium_Scintillation-Materials-Assemblies_PRINT.pdf
PDF | 7.1 MB
Luxium Scintillation Materials Assemblies
Operation and Care
Interpreting-Scint-Model-Numbers.pdf
PDF | 154.94 KB
Interpreting-Scint-Model-Numbers