ICS 27.120.01 Q 65 团 体 标 准 T/CSTM 00035-2020 铈掺杂硅酸钇闪烁晶体 Cerium -doped yttrium oxyorthosilicate scintillation crystal 2020-08-03 发布 2020-11-03 实施 中关村材料试验技术联盟 发布 全国团体标准信息平台 T/CSTM 000 35—2020 I 前 言 本标准参照 GB/T 1.1—2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容有可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国材料与试验团体标准委员会建筑材料领域委员会（ FC03）提出。 本标准由中国材料与试验团体标准委员会建筑材料领域委员会人工晶体技术委员会（ FC03/TC16 ）归口。 全国团体标准信息平台 T/CSTM 000 35—2020 1 铈掺杂硅酸钇闪烁晶体 1 范围 本标准规定了铈掺杂硅酸钇闪烁晶体的术语和定义、技术要求、检验方法、检验规则、包装、标志、 运输和贮存等。 本标准主要适用于在高能物理量能器、核医学成像、安全稽查、工业无损探测领域作为探测材料使 用的铈掺杂 硅酸钇闪烁晶体产品，其它核辐射探测领域使用的铈掺杂硅酸钇闪烁晶体产品也可参照使 用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 4960.6 -2008 核科学技术术语：核仪器仪表 GB/T 7896 -2008 人造光学石英晶体试验方法 GB/T 13181 -2002 闪烁体性能测量方法 GB/T 13376 -2008 塑料闪烁体 GB/T 32642 -2016 平板显示器基板玻璃表面粗糙度的测量方法 JB/T 9495.3 -1999 光学晶体透过率测量方法 JC/T 2018 -2010 高能粒子探测用掺铊碘化铯晶体 T/CSTM 00033 -2020 核辐射探测用无机光学单晶术语 3 术语和定义 GB/T 4960.6 -2008、GB/T 13181 -2002、GB/T 13376 -2008、JB/T 9495.3 -1999、JC/T 2018 -2010和T/CSTM 00033 -2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 闪烁体 scintillat or 将高能射线 /粒子能量转换为紫外或可见荧光脉冲的媒介。组成具有长程有序周期性排列的特征的闪烁 体。 3.2 铈掺杂硅酸钇闪烁晶体 cerium -doped yttrium oxyorthosilicate scintillation crystal 铈掺杂硅酸钇 闪烁晶体由钇、硅、氧为主体元素、铈为掺杂元素组成的具有单斜相结构的一类单晶材料， 属C2/c空间群，化学式为 Y2SiO 5:Ce，简称 YSO:Ce晶体。 全国团体标准信息平台 T/CSTM 000 35—2020 2 3.3 包裹体 inclusions 晶体中出现的组分或者结构异于基质的生长缺陷（生长条纹 除外），通常可以分为固态包裹体和气态包 裹体。 [JC/T 2018 -2010 定义 3.5] 3.4 透过率 transmission 当平行光通过均匀介质传播时，透射光辐射强度与入射光辐射强度的百分比值，按公式（ 1）进行计算： 式中： T——透过率； I ——透射光辐射强度 ，单位为 坎（ cd）； I0——入射光辐射强度， 单位为坎（ cd）； [JB/T 9495.3 -1999，原理 3] 3.5 光产额 light yield 核辐射探测用无机光学单晶 吸收单位入射辐射能量所产生的光子数 ，用 LY来表示： 式中： LY ——光产额，核辐射激发源为 γ射线时，单位为光子每兆电子伏（ ph./MeV）； ΔE ——核辐射在闪烁体中所损失的能量， 单位为兆电子伏（ MeV）； N ——闪烁体在吸收核辐射能量后所产生的光子数， 单位为光子（ photons）。 [T/CSTM 00033 -2020，定义 3.31] 3.6 光输出 light output 核辐射探测用无机光学单晶 吸收单位入射辐射能量后， 所产生的光子中能够被探测器有效接收的数量， 属于测量值， 单位为光 电子每兆电子伏（ p.e./MeV）。 [T/CSTM 00033 -2020，定义 3.32] 3.7 相对光输出 relative light output 闪烁体光输出相对 参考样品光输出的比值。 [GB/T 13181 -2002，定义 3.10] 3.8 全国团体标准信息平台 T/CSTM 000 35—2020 3 闪烁体参考样品 reference samples of scintillators 用来校正测试系统或标定其他闪烁体性能的闪烁体 。 [GB/T 13376 -2008，定义 3.4] 3.9 能量分辨率 energy resolution 表征探测系统能够区分不同能量辐射的能力，数值上可以表达为： 式中： R ——闪烁体能量分辨率； ΔE——全能峰分布谱的半高全宽， 单位为兆电子伏（ MeV）； ΔP——全能峰分布谱的半高全宽，单位为道 （channel）； E ——全能峰分布谱峰值 位置对应的能量，单位为兆电子伏（ MeV）； P ——全能峰分布谱峰值 位置对应的道数，单位为道 （channel）； [T/CSTM 00033 -2020，定义 3.40] 3.10 闪烁衰减时间 scintillation decay time 闪烁体受 单次核辐射激发停止后，闪烁光强度从最大值下降到 1/e所需的时间。 [GB/T 4960.6 -2008，定义 2.3.18] 4 技术要求 4.1 外观 应满足表 1规定。 表1 产品外观 项目 0＜L≤100 mm 100 mm＜L≤200 mm 包裹体 单个包裹体的三维最大尺寸小于 3 mm，且每 cm3内肉眼可见包裹体数不超过 3个 划痕 无 总数应不超过 2条，且长度应小于 10 mm、深度小于 1 mm 崩边 无 总数应不超过 2个，且长度应小于 5 mm，深度小于 1 mm 倒角 ≤0.5 mm×45° ≤0.5 mm×45° 注： L为铈掺杂硅酸钇晶体产品的长度。 4.2 尺寸公差 不大于 ± 0.1 mm。 4.3 粗糙度 全国团体标准信息平台 T/CSTM 000 35—2020 4 不大于 0.2 μm。 4.4 透过率 应满足表 2中的规定。 表2 透过率 项目 0 mm＜L≤100 mm 150 mm＜L≤200 mm 透过率 (420 nm) ≥77% ≥73% 注： L为铈掺杂硅酸钇晶体产品的长度，透过率测试时通光方向为晶体长度方向。 4.5 光产额 不小于 27000光子每兆电子伏（ photons /MeV）。 4.6 能量分辨率 不大于 12%。 4.7 闪烁衰减时间 不大于 85 ns。 5 检验方法 5.1 外观 包裹体检测按照 GB/T 7896 -2008中6.2实验方法进行。 采用目测法检测划痕和崩边。 采用倒角测量仪检测倒角。 5.2 尺寸公差 尺寸公差按照 JC/T 2018 -2010中5.3实验方法进行。 5.3 粗糙度 粗糙度的测试按 GB/T 32642 -2016的方法进行，粗糙度仪精度不低于 0.02 μm。 5.4 透过率 5.4.1 检测环境条件 环境温度为 10 ℃～30 ℃。 5.4.2 检测仪器 紫外 -可见双光束全自动分光光度计，检测波长范围 为350 nm～600 nm。 5.4.3 产品准备 用无水乙醇、脱脂棉或无尘纸 将产品端面擦拭干净。 全国团体标准信息平台 T/CSTM 000 35—2020 5 5.4.4 检测 调节光窗大小与产品放置位置，使光路垂直晶体表面全部沿长轴方向通过并进入光窗，记录 420 nm波长 处的透过率值。 5.5 光产额与相对光输出 参考样品按照附录 A的规定进行制备，光产额 与相对光输出按照附录 B的规定进行检测。 5.6 能量分辨率 按照附录 B.6.2的规定进行计算。 5.7 闪烁衰减时间 使用137Cs作为激发源，按 GB/T 13181 -2002中10.2的规定测试，记录闪烁体发光的时间脉冲谱，拟合确定 衰减时间。 6 检验规则 6.1 检验分类和检验项目 分出厂检验和型式检验，检验项目见表 3。 表3 检验项目 检验顺序 检验项目 要求条款号 试验方法条款号