近日,西安交通大学核科学与技术学院刘林月课题组联合中国科学院福建物构所、南京工业大学、北京师范大学、湖北文理学院、沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学等国内外团队,在高性能闪烁体材料研究方面取得重要技术突破,研究成果发表在国际知名期刊《先进材料》和《美国化学会志》上。
闪烁体是辐射探测与成像领域的核心材料,可将核辐射(x射线、中子等)转换为可见光。然而,长期以来其发展和应用面临两大技术瓶颈:一方面,难以同时实现高光产额和快衰减时间特性,限制了其在快速高灵敏成像领域的应用;另一方面,难以同时实现对x射线和快中子高灵敏检测,限制了辐射无损检测技术的发展。
研究团队提出一种自发极化策略,通过有效抑制自由载流子复合,在二维极性钙钛矿闪烁体((c8h14no2)2pb-br4,简称apb)中同时获得了高光产额(19660photons/mev)和快衰减时间(0.90ns),在x射线和快中子成像中分别获得了2.4lp/mm和31lp/mm的高空间分辨。这种新的“又快又亮”闪烁体设计策略及高性能闪烁体材料,可为惯性约束聚变诊断、辐射无损检测等提供新的选择。论文发表于《先进材料》。
研究团队设计研发了杂化卤化亚铜闪烁体(c24h40n8p6o12cu4i6,简称pp-dcui),在单一组分下同时具备中子和x射线双模成像能力,获得了达97.65%的高荧光量子产率和42000photons/mev的高光产额,在快中子和x射线成像中分别获得了1.47lp/mm和25.8lp/mm的空间分辨率。该研究首次验证展示了杂化卤化亚铜闪烁体的快中子成像能力,为高性能、绿色、低成本双模辐射探测材料研发开辟新的路径。该成果近期发表于《美国化学会志》。
两项研究成果,在高性能闪烁体材料研究方面取得重要技术突破,未来将加速新材料工艺优化与成果转化,依托低成本、绿色化、双模探测等独有优势,打通从基础创新到装备应用全链条,助推国产高端辐射成像探测器迭代升级,拓宽我国闪烁体材料自主研发与市场化应用新赛道。
(记者 姚旺)