锂铊共掺碘化钠 NaI:Tl:6Li

NaI:Tl,⁶Li 是一种通过共掺富集 ⁶Li 实现中子/伽马双模探测,可大尺寸生长的闪烁晶体。

二面体(上海)科技有限公司提供定制锂铊共掺碘化钠 NaI:Tl:6Li晶体。

应用

NaI:Tl,⁶Li 晶体的应用集中在需要同时探测中子和伽马射线的场合:
国土安全与核材料管制:用于边境口岸、海关的辐射监测,识别非法核材料运输,替代日益短缺的 ³He 探测器。
石油探井:井下中子测井,利用中子与地层作用反馈信息判断岩性和孔隙度,晶体可大尺寸生长、成本低,适合规模化部署。
核设施与辐射防护:核电站、核废料处理设施的中子通量监测与伽马剂量测量,在混合辐射场中准确区分两种射线。
工业检测与安检:利用脉冲高度甄别(PHD)方法直接筛选中子事件,在低能伽马本底中识别中子信号。
科研与医疗:中子散射实验、硼中子俘获治疗(BNCT)中的中子束监测等。

特点

双模探测能力强:PSD FoM 达 3.7–4.6,优于 CLYC(约 3.3),远优于 ⁶LiI:Eu(无 PSD 能力)。
成本低、可大尺寸生长:原料便宜,布里奇曼法可生长 3 英寸以上晶体,远超 CLYC 因非一致熔融受限的尺寸。
⁶LiF 共掺性能优异:2 at% 浓度下光产额仍保持约 37,500 photons/MeV,FoM 约 4.6,且 LiF 不潮解、每摩尔 Li 含量更高。
性能可调控:碱土金属(Ca/Sr)共掺提升能量分辨率至 6.0%、FoM 至 5.85;稀土(Lu/Y)共掺将 α/β 比提升至 0.93–0.95,增强 PHD 能力。
伽马探测底子好:继承 NaI:Tl 的高光产额(34,000–44,000 photons/MeV)和成熟封装工艺。

  • 1. 伽马射线探测性能

    性能指标典型值
    光产额 (LY)34,000–44,000 photons/MeV
    能量分辨率 (662 keV)7.0%–7.5%
    衰减时间快分量 ~190–230 ns;慢分量 ~900–1300 ns

    2. 中子探测与 n/γ 甄别性能

    性能指标典型值
    PSD FoM3.7–4.6
    α/β 比0.62(未优化)
    中子等效电子能量 (GEE)3.16 MeV(未优化)