溶质化学结构对液体闪烁体荧光-闪烁性能的影响研究OA
Effect of solute chemical structure on fluorescence-scintillation properties of liquid scintillators
液体闪烁体由有机溶剂、闪烁溶质和移波剂组成,具有较强的中子/伽马(n/γ)射线甄别能力、高检测效率和良好的稳定性等优势.闪烁溶质的研究多集中于种类与配比的选择,而对辐射探测灵敏度、n/γ 甄别效果影响机理的深入探讨还较少.本文选择了三种化学结构不同的闪烁溶质:2,5-二苯基噁唑(PPO)、2,5-双(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩(BBOT)和 1,4-双(苯并噁唑-2-基)萘(KCB),配制了相应的液体闪烁体,系统地测试了紫外吸收光谱、荧光发射光谱、闪烁计数率和 n/γ 射线甄别性能,通过分子模拟和实验测量来研究其机理.结果表明,当溶质的 HOMO→LUMO轨道能隙小、共轭性好时,可提高闪烁体的辐射探测灵敏度,氢原子占比高、有能够提供孤对电子的原子,则可提高 n/γ射线甄别能力.该研究成果可为进一步优化液体闪烁体的计数灵敏度与 n/γ甄别效力提供有意义的指导.
Liquid scintillators,composed of organic solvents,scintillating solutes,and phase shifters,offer advantages such as strong neutron/gamma-ray(n/γ)resolution capability,high detection efficiency,and excellent stability.In this study,three chemically distinct scintillator solutes(PPO,KCB,and BBOT)were selected to prepare corresponding liquid scintillators.Systematic measurements of ultraviolet absorption spectra,fluorescence emission spectra,scintillation count rates,and n/γ discrimination performance were conducted.Molecular simulations and experimental measurements were employed to investigate the underlying mechanisms.Results indicate that scintillation counting rates and n/γ discrimination performance reach maximum values when the solute contains strong electron-donating groups,a high hydrogen atom ratio in transition atoms,and transition groups containing N or O atoms.These findings provide valuable guidance for further optimizing the counting sensitivity and n/γ discrimination efficiency of liquid scintillators.
柳秉煦;李悦;李乐乐;丁良伟;杨茂;张永强;芦伟;汪卫华
安徽大学 材料科学与工程学院,合肥 230601||安徽大学 物质科学与信息技术研究院,合肥 230601安徽大学 物质科学与信息技术研究院,合肥 230601安徽大学 材料科学与工程学院,合肥 230601安徽大学 材料科学与工程学院,合肥 230601安徽大学 材料科学与工程学院,合肥 230601中国科学院合肥物质科学研究院 等离子体物理研究所,合肥 230031安徽大学 材料科学与工程学院,合肥 230601||安徽大学 物质科学与信息技术研究院,合肥 230601安徽大学 材料科学与工程学院,合肥 230601||安徽大学 物质科学与信息技术研究院,合肥 230601
能源科技
液体闪烁体辐射检测化学结构荧光n/γ射线甄别
liquid scintillatorchemical structurefluorescencen/γ discrimination
《辐射防护》 2026 (1)
10-17,8
国家磁约束核聚变能发展研究专项(2024YFE03040004)、安徽省自然科学基金项目(2508085MA019)
评论