一种用于γ射线、中子双探测的Ce:Cs2LiYCl6晶体的快速制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于γ射线、中子双探测的Ce:Cs2LiYCl6晶体的快速制备方法。包括以CeCl3、CsCl、LiCl和YCl3为原料，将模具置于原料上，抽真空、充入氩气，升温熔化过热，所述模具下方至少有一个毛细管通道用以将熔化的原料液输送至模具的上表面并在上表面形成溶体膜；然后下籽晶，以3‑8mm/每分钟进行晶体的提拉生长，晶体生长周期为10‑15小时；本发明专利技术实现了厘米级体块晶体的快速生长，制备的Ce:Cs2LiYCl6晶体可作为γ射线及中子探测材料，用于核检测、国土安全等领域。

A rapid preparation method of Ce:Cs2LiYCl6 crystal for both gamma ray and neutron double detection

The present invention relates to a rapid preparation method for Ce:Cs2LiYCl6 crystal which is used for both gamma ray and neutron double detection. Including CeCl3, CsCl, LiCl and YCl3 as raw materials, placed in the mold material, vacuum pumping and filling with argon gas, heating and melting heat, below the mold has at least one capillary channel for molten material liquid is transported to the mold on the surface and formed the solution film on the surface; then seeds the crystal, with 3 8mm/ per minute crystal Czochralski crystal growth, a period of 10 15 hours; the invention realizes the rapid growth of centimeter level block crystals, Ce:Cs2LiYCl6 crystal preparation can be used as gamma ray and neutron detection materials used for nuclear testing, homeland security and other fields.

【技术实现步骤摘要】
一种用于γ射线、中子双探测的Ce:Cs2LiYCl6晶体的快速制备方法
本专利技术涉及一种用于γ射线、中子双探测材料Ce:Cs2LiYCl6晶体的快速制备方法，属于光电材料

技术介绍
无机闪烁晶体是一类可将入射高能射线(粒子)转换为紫外或可见光的能量转换体。Ce:Cs2LiYCl6(Ce:CLYC)具有良好的γ射线、中子双探测能力。例如，CN106990429A提出的γ、中子双射线能谱测量装置中，就是使用的CLYC闪烁晶体探测器。Ce:CLYC晶体对γ射线探测具有高能量分辨率(3.6％)、快衰减(～1ns)和好的γ射线能量响应线性。晶体对热中子探测具有高光产额(73,000photons/neutron)，α/β比率高(～0.73)。Ce:CLYC作为光电探测器的核心材料在核医学、工业探测、高能物理、国土安全等方面应用广泛。目前，国际上采用Bridgman法(坩埚下降法)生长Ce:CLYC晶体。该方法将晶体生长原料装在圆柱型的坩埚中，缓慢下降，并通过一个具有一定温度梯度的加热炉，炉温控制在略高于材料的熔点附近。Bridgman法生长Ce:CLYC晶体，存在一定的局限性。存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ce:CLYC晶体的制备方法，包括步骤：将CsCl、LiCl和(YCl3+CeCl3)原料按摩尔比2:1:1混合均匀放入石英坩埚中，将模具置于原料上，密闭封装于安剖管中，抽真空排出空气，充入氩气，升温至750‑900℃熔化过热，恒温过热4‑5小时，使物料充分熔化并混合均匀，所述模具下方至少有一个毛细管通道用以将熔化的原料液输送至模具的上表面并在上表面形成溶体膜；然后将Ce:CLYC籽晶固定到籽晶架上置于石英模具上方充分预热后再下到接触到模具上表面的溶体膜，将温度调整至Ce:CLYC晶体熔点以上1‑2℃，以3‑8mm/每分钟的提拉速率进行晶体的提拉生长，同时控制降温速率为0.5‑2℃/小时；...

【技术特征摘要】
1.一种Ce:CLYC晶体的制备方法，包括步骤：将CsCl、LiCl和(YCl3+CeCl3)原料按摩尔比2:1:1混合均匀放入石英坩埚中，将模具置于原料上，密闭封装于安剖管中，抽真空排出空气，充入氩气，升温至750-900℃熔化过热，恒温过热4-5小时，使物料充分熔化并混合均匀，所述模具下方至少有一个毛细管通道用以将熔化的原料液输送至模具的上表面并在上表面形成溶体膜；然后将Ce:CLYC籽晶固定到籽晶架上置于石英模具上方充分预热后再下到接触到模具上表面的溶体膜，将温度调整至Ce:CLYC晶体熔点以上1-2℃，以3-8mm/每分钟的提拉速率进行晶体的提拉生长，同时控制降温速率为0.5-2℃/小时；晶体生长周期为10-15小时；晶体生长结束后，提出晶体，以30-45℃/小时的降温速率降至100℃后，自然冷却至室温；制备的Ce:CLYC晶体为制备的晶体为厘米级Ce:Cs2LiYCl6体块晶体。2.如权利要求1所述上午Ce:CLYC晶体的制备方法，其特征在于，所述YCl3+CeCl3原料中，YCl3:CeCl3＝3:(0～15)摩尔比；优选的，YCl3:CeCl3＝1:1摩尔比。3.如权利要求1所述上午Ce:CLYC晶体的制备方法，其特征在于，所述Cs2LiYCl6籽晶是自发成核制备的，包括步骤如下：将CsCl、LiCl和(YCl3+CeCl3)原料按摩尔比2:1:1混合均匀，升温至750...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，柳林涛，姚倩，董为民，张俊英，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37