高能粒子探测用掺铊碘化铯晶体 JCT 2018-2010.pdf

I C S2 71 2 00 1F8 8备案号：3 0 0 3 5 2 0 1 1J _ C中华人民共和国建材行业标准J C T2 0 1 8 2 0 1 0高能粒子探测用掺铊碘化铯晶体T h a l l i u md o p e dc e s i u mi o d i d ec r y s t a lf o rh i g h e n e r g yp a r t i c l e sd e t e c t i o n2 0 1 0 1 1 2 2 发布2 0 1 1 0 3 0 1 实施中华人民共和国工业和信息化部发布刖菁本标准按照G B T1 1 2 0 0 9 给出的规则起草。本标准由中国建筑材料联合会提出。本标准由全国工业陶瓷标准化技术委员会(S A C T C1 9 4)归口。本标准起草单位：中国科学院上海硅酸盐研究所、上海硅酸盐研究所中试基地。本标准起草人：任国浩、李焕英、陈晓峰、薛炫萍。本标准为首次制定。w w w.b z f x w.c o m高能粒子探测用掺铊碘化铯晶体1 范围本标准规定了高能粒子探测用掺铊碘化铯晶体的技术要求、检测方法、检验规则及包装、标志、运输和贮存。本标准适用于高能粒子探测用长尺寸(1 5 0m m 晶体长度3 5 0m m)掺铊碘化铯晶体。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件aG B T1 2 5 6 4-2 0 0 8 光电倍增管总规范G B T1 3 1 8 1 2 0 0 2 闪烁体性能测量方法G B T1 9 1 包装储运图示标志3 术语和定义下歹n 术语和定义适用于本标准。3 1相对光输出l i g h to u t p u t被测晶体的光输出与标准样品的光输出的比值，称为相对光输出。本标准串，相对光输出是在辊同的测量条件下，被测晶体的弥冲幅度与标准样品的躲肄幅度之比r通常用L 表示。表达式如式(1)所示：踮攀煳。式中：兰娶在相同测量条件下的同次测量中，同一只产品所有检测点的脉冲幅度算术平均值，可用V 一表示。协在与产品相同的测量条件下，标准样品的脉冲幅度。32发光不均匀性n o n-u n i f o r m i t yo fl i g h to u t p u t在晶体的制备过程中，由于激活剂沿闪烁体生长方向存在不均匀分布现象，造成光输出在闪烁体的不同部位存在一定的差异，这种现象被称为发光不均匀性。表达式如式(2)所示：发光不均匀性(u)一旦挚l o o(2)式中：v 在相同测量条件下的同次测量中，同一产品的所有检测点中出现的脉冲幅度最大值；v 一一在相同测量条件下的同次测量中，同一产品的所有检测点中出现的脉冲幅度最小值；U。在相同测量条件下的同次测量中，同一产品的所有检测点的脉冲幅度算术平均值。w w w.b z f x w.c o mJ C T2 0 1 8 2 0 1 033辐照损伤r a d i a t i o nd a m a g e晶体在长期接受大剂量射线(如质子、中子、电子、p 介子、Y 一射线或来自粒子加速器、核反应堆和宇宙射线的其他粒子等)辐照之后会导致晶格上的原子、离子或电子偏离其平衡位置而形成各种复杂的色心，表现为晶体着色、透光率下降、光输出降低等，这种现象称为辐照损伤。34辐照硬度r a d i a t i o nh a r d n e s s晶体抵抗辐照损伤的能力被称为辐照硬度。通常以晶体辐照前后透光率下降或者光输出的下降幅度作为评价闪烁体辐照硬度的指标。本标准中，采用辐照前后光输出的下降幅度表征产品的辐照硬度，表达式如式(3)所示：辐照硬度(R)一生些1 0 0,L。B R式中：L B R 辐照前，产品的相对光输出；L R 辐照后，同一产品在相同的测量条件下的相对光输出。35 包裹体I n c l u s i o n s晶体中出现的组分或者结构异于基质的生长缺陷，通常可分为固态包裹体和气态包裹体。4 技术要求41 外观质量外观质量应满足表l 中的要求。表1C s l(T I)晶体产品的外观质量(3)缺陷类型质量要求颜色无色划痕、崩口无单个包裹体的最大直径小于3 m m，每立方厘米内肉眼可见颗粒数小于3 个，整根晶体中，目视可包裹体见包裹体数小于1 0 个裂纹总数量应少于4 条，其中单个裂纹的长度小于1 0m m，深度小于3m i D，且距晶体大端面8 0裂纹m m 范围内，目视无裂纹42 表面粗糙度出光面的表面粗糙度R a o 0 2“m。其余面的表面粗糙度R a o 2 z m。43 尺寸公差横向部分尺寸公差为2 0 0 m o，长度方向尺寸公差为lm m。44相对光输出与标准样品相比，产品的相对光输出应大于3 3。注：标准样品的选择见附录A。45发光不均匀性每个产品的发光不均匀性应小于7。46辐照硬度样品经“C o 源辐照后，辐照硬度应小于5。w w w.b z f x w.c o m注：辐照累积剂量为1 0 0R a d，剂量率应小于2 0R a d h；辐照后，样品需要在暗室中放置1 4d。5 检测方法51外观质量用目测法检测，包裹体尺寸和裂纹长度用直尺(精度：O 5r a m)检测。52 表面粗糙度用粗糙度仪(精度：0 0 1g m)检测。53尺寸公差检测53 1 检测环境条件温度2 0 2 5，相对湿度2 0 4 0。5 32 检测工具测量台(精度：0 级)、正弦规(精度：0 级)、百分表(精度：0 0 1m m)、角尺(精度：0 级)和万能角度尺(精度：2)。533 检测方法5331以铝合金标准样块为参考依据进行对比检测。注：铝合金标准样块是根据每个系列号晶体的机械加工图，采用6 0 6 1 型铝一镁一硅合金并以1：1 比例制作的标准样块，其尺寸公差为横向部分：一5 a m 0，长度方向：土1 0 a m。5332 把铝合金模块放在正弦规上，调节好角度，百分表清零，然后把加工好的产品按相同的方位放置在正弦规上，在百分表上读出相对公差。5333 用角尺或者万能角度尺来检验产品的角度。54 光输出检测541 检测原理参照G B T1 3 1 8 1 2 0 0 2 中5 1 1 的规定。542 检测装置参照G B T1 3 1 8 1 2 0 0 2 中4 2 和5 1 2 的规定。543 检测条件5431 房间内使用白炽灯，以避免紫外光对晶体性能的影响。5432 环境温度2 0 土2，相对湿度2 0 4 0。5433 微分常数是0 5“S，积分常数是0 5p s，成形时间是1 x s。543 4 其他检测条件参照G B T1 2 5 6 4 2 0 0 8 中5 1 的规定。544 检测步骤5 441 检测前，产品要预先在真空烘箱中退火(升温3h，在1 8 0 (2 保温5h，然后自然降至室温)。退火后应避光存放，不允许接受任何紫外光或其他高能粒子的照射。5442 检测标准样品的脉冲幅度谱，确定对应全能峰的脉冲幅度。5、443 产品预先用两层人造纤维纸(T Y V E K1 0 2 5D)反射材料包覆，保留出光面裸露，且出光面要紧靠光电倍增管光窗，二者之间保持空气耦合(大约有0 3m m 的空气缝隙)。5444”7 C s 放射源放置在壁厚为2C l T I 的单孔铅准直器内，铅准直器的孔径1 0t h i n，准直后形成照在产品表面的直径不超过1 0m m 的圆斑。铅准直器放置在移动架上，调节移动架的位置，保持放射源距离产品侧面约3c m。在手动控制下，移动架能够沿产品的长轴方向平移，移动精度为0 1m m。5445 从出光面开始，沿长轴方向依次检测。起始点(s。)距离出光面2c m，然后每隔3c m 作为一个检测点，编号依次为s。、s。s。，直至剩余长度小于3c m 为止。5446 检测并记录每个检测点对应的脉冲幅度。每个产品检测一遍。55 发光不均匀性的计算用5 4 4 6 中得到的各检测点的脉冲幅度，按式(2)计算其发光不均匀性。56 辐照硬度检测w w w.b z f x w.c o mJ C T2 0 1 82 0 1 0561 按5 4 的规定先检测样品各检测点的脉冲幅度，计算其相对光输出。562 将样品送至辐照中心按规定的剂量率辐照至规定的累积剂量。辐照后用黑纸严密包覆，避光带回，并在暗室中放置1 4d。563 在相同的检测条件下，再次检测样品S。s。各检测点的脉冲幅度，计算辐照后的相对光输出。564 按式(3)计算样品的辐照硬度。6 检验规则61 检验分类分出厂检验和型式检验。61 1 出厂检验出厂检验项目为外观质量、光输出和发光不均匀性。尺寸公差和表面粗糙度应在产品加工过程中控制，一般不对成品检查尺寸公差和表而粗糙度。612 型式检验6121 有下列情况之一时，应进行型式检验：a)新产品定型鉴定；b)正式投产后，原材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；c)正常生产时，每半年进行一次；d)停产六个月以上，恢复生产时；e)出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时。612 2 型式检验项目型式检验的项目为本标准第4 章规定的全部项目。62 组批和抽样621 组批一批产品应由同一批原料在同一条生产线上经相同工艺连续生产并被同时提交验收的一组产品构成。以2 0 根晶体为一批，不足2 0 根时仍可作为一批，1 根为一个取样单位。62 2 抽样从每批产品中，用随机抽样的方法抽取1 根样品。63 判定规则产品的各项指标应符合本标准第4 章的要求。若有一项指标不合格，则判这只产品不合格。型式检验中，样品的辐照硬度应符合4 6 的要求；若不符合，则判该批不合格。7 标志、包装、运输和贮存71 包装711内包装7111 包装环境条件参照5 4 3 1 和5 4 3 2。7112 产品经检验合格后，用无水乙醇(纯度9 9 5)把表面擦净，放置1h 后，用客户规定的反射材料包覆(保留出光面裸露)，再用铝复合膜套真空封装。封装后应确认没有破漏，然后放置在定制的泡沫盒中。每个产品宜单独包装。712 外包装内包装完成后，用硬质纸箱装箱(产品宜单层放置)，箱内附检测报告和合格证。72 标志721 铝复合膜套和泡沫盒外面均贴标签，标注晶体系列号和出厂编号。72 2 纸箱外面应印有产品名称、生产单位名称、毛重净重(k g)及包装箱的尺寸(长宽高，c m)，并4w w w.b z f x w.c o mJ C T2 0 1 8 2 0 1 0醒目地印有符合G B1 9 1 规定的储运图标志，主要有“向上”、“易碎物品”、“怕雨”、“堆码层数极限(”一2)”和“禁止翻滚”标志。723 纸箱外面应醒目地贴有包装标签，包括：收货单位和地址、合同号、目的地、箱号、出厂编号段。724 对于出口的产品，除需方特别声明外，应有英汉对照的包装标签。73 运输产品在运输过程中禁止挤压、碰撞和强烈震动，注意防潮。74 贮存产品应在干燥的库房内避光存放，并应避免与氯、溴、碘等腐蚀性物质接触。w w w.b z f x w.c o m附录A(规范性附录)掺铊碘化铯晶体标准样品A 1 标准样品的选择从批量掺铊碘化铯晶体中，挑选出脉冲幅度最高和能量分辨率最好的部分，用以加工制备标准样品。测试前，标准样品应预先按5 4 4 1 的规定退火并避光存放。标准样品应满足表A 1 中的性能指标：表A 1 碘化铯(铊)闪烁体标准样品的性能指标项目性能指标内部质量无生长缺陷外观表面质量全抛光，表面粗糙度R a o 0 2p m 且无加工缺陷物理性能密度4 5 3 士0 5g c m 3发光峰位5 5 0 士5n m发光性能光输出大于1 60 0 0 光电子M e V能量分辨率(E)E 9 其他噪声、本底噪声、本底应低于平均值注：光输出是在晶体包裹两层1 3 0 口m 厚的T Y V E K 漫反射层，用硅光二极管(s2 7 4 4 0 8)输出信号，并采用1p s 成形时间的测量条件下得出的数据。A2 标准样品的规格本标准使用的标准样品的