一种用于中子探测的玻璃光纤、闪烁材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于中子探测的玻璃光纤，包括纤芯及包覆于其外层的包层管；所述纤芯采用闪烁材料制作，用作中子探测器的闪烁体；所述包层管采用高纯石英材料制作，用作中子探测器的闪烁体壳体。通过将闪烁材料制备成玻璃光纤，可实现激活剂离子的闪烁发光在纤芯内全反射；该玻璃光纤用作中子、γ射线探测时，可大幅提高热中子探测的位置分辨率，且易于被设计、加工成各式各样的探测器结构。本发明专利技术还提供了用于制备上述玻璃光纤的制备方法。

A glass fiber, scintillator and its preparation method for neutron detection

【技术实现步骤摘要】
一种用于中子探测的玻璃光纤、闪烁材料及其制备方法
本专利技术涉及中子探测
，尤其涉及一种用于中子探测的玻璃光纤、闪烁材料及其制备方法。
技术介绍
闪烁探测器是利用电离辐射在某些物质中产生的闪光来进行探测的，也是目前应用最多、最广泛的电离辐射探测器之一，其核心部件为闪烁体。闪烁体是一种可以把X射线、伽马射线或高能粒子的电离能转化成紫外/可见光的发光材料。早在1903年，威廉·克鲁克斯就专利技术了由硫化锌荧光材料制成的闪烁镜并用其观察镭衰变放出的辐射，卢瑟福在其著名的卢瑟福散射实验中也曾使用硫化锌荧光屏观测α粒子。不过，由于传统荧光材料在使用上很不方便，闪烁探测器一直没有大的进展。1947年，Coltman和Marshall成功利用光电倍增管测量了辐射在闪烁体内产生的微弱荧光光子，这标志着现代闪烁体探测器的发端。由于Ce3+的发射属于5d-4f跃迁，衰减时间较短且其5d-4f间能级差在La系离子中最小，非常有利于能量的传递，稀土离子Ce3+掺杂的含6Li锂硅酸盐闪烁材料非常适于中子探测，因而吸引了大量的科研工作者。目前，用于热中子探测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于中子探测的玻璃光纤，其特征在于：/n包括纤芯及包覆于其外层的包层管；所述纤芯采用闪烁材料制作，用作中子探测器的闪烁体；所述包层管采用石英玻璃、高硅氧玻璃、铝硅酸盐玻璃中的任意一种材料制作，用作中子探测器的闪烁体壳体。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于中子探测的玻璃光纤，其特征在于：
包括纤芯及包覆于其外层的包层管；所述纤芯采用闪烁材料制作，用作中子探测器的闪烁体；所述包层管采用石英玻璃、高硅氧玻璃、铝硅酸盐玻璃中的任意一种材料制作，用作中子探测器的闪烁体壳体。


2.一种用于中子探测的玻璃光纤的制备方法，其特征在于：
步骤1：采用闪烁材料制成预定尺寸的纤芯细棒；
步骤2：根据所述纤芯细棒的尺寸，采用石英玻璃、高硅氧玻璃、铝硅酸盐玻璃中的任一种材料制成包层管，所述包层管内径略大于所述纤芯细棒外径；
步骤3：清洗所述纤芯细棒和包层管，清洗后作真空干燥处理；
步骤4：将所述纤芯细棒放置在所述包层管中，将所述包层管的一端密封，对所述包层管的内部抽真空，再密封所述包层管的另一端后，得到光纤预制棒；
步骤5：对所述光纤预制棒进行拉丝操作，得到所述玻璃光纤。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
所述步骤1中，所述闪烁材料经切割、磨抛操作制成所述纤芯细棒；
所述步骤2中，所述包层管内径比所述纤芯细棒外径大1mm～2mm；
所述步骤3中，以丙酮为介质，超声清洗所述纤芯细棒和包层管，清洗后用真空干燥烘箱在110℃～150℃下作真空干燥处理；
所述步骤4中，待所述纤芯细棒和包层管冷却至常温后，再将所述纤芯细棒放置在所述包层管中；
所述步骤5中，在所述制作包层管的材料的软化温度下，根据预设拉丝速度、预设所获光纤尺寸，对所述光纤预制棒进行拉丝操作。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
所述步骤1中，所述磨抛操作包括粗磨、粗抛光和精抛光；
所述步骤4中，对所述包层管的内部抽真空1h～3h。


5.一种用于制备玻璃光纤的闪烁材料，其特征在于：
所述玻璃光纤用于中子探测；
所述闪烁材料为Ce3+离子掺杂含6Li锂铝硅酸盐玻璃或Ce3+离子掺杂含6Li锂镁铝硅酸盐玻璃。


6.根据权利要求5所述的闪烁材料，其特征在于：
所述闪烁材料为Ce3+离子掺杂含6Li锂铝硅酸盐玻璃，具有如下按重量份计的氧化物成分，13～21份Li2O、15～25份Al2O3、45.5～72份S...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈艳平，雷洪波，李强，程浩，唐贤臣，黄斌，罗德礼，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51