千克级锂负载塑料闪烁体的合成和加工
摘要：合成和表征了一种能够区分伽马射线、快中子和热中子的聚乙烯醇闪烁体，同时考虑了在千克级规模下加工和性能之间的平衡。这些权衡是由于引入了0.1 wt. \%的锂-6，以便能够检测到热中子。制备这些千克级规模的聚乙烯醇闪烁体需要考虑许多因素。首先，使用共聚单体（甲基丙烯酸）溶解锂-6的盐，这允许进行热中子俘获反应，产生能量转移后的闪烁光。其次，考虑了闪烁性能和可加工性，因为共聚单体含量的增加导致闪烁光输出急剧减少。使用少量的共聚单体（小于或等于3 wt. \%）可以获得更好的性能，但需要高加工温度。在大规模下，这些高温度可能引发一个自发热的聚合反应，导致过早固化和/或缺陷。共聚单体的有害效应可以通过使用m-二联苯作为主要染料而不是传统上在有机闪烁体中使用的2,5-二苯氧唑（PPO）来缓解。最后，控制固化环境以避免开裂和变色等缺陷，同时在固化过程中保持掺杂剂的溶解度。对由千克级的前体批次制备的闪烁体进行了有效闪烁光衰减的表征。
作者：Michael J. Ford, Elisabeth Aigeldinger, Felicia Sutanto, Natalia P. Zaitseva, Viacheslav A. Li, M. Leslie Carman, Andrew Glenn, Cristian R. Catala, Steven A. Dazeley, Nathaniel Bowden
论文ID：2301.04185
分类：Instrumentation and Detectors
分类简称：physics.ins-det
提交时间：2023-03-22