Lexsyg释光探测器 ||在材料表征科研领域应用分享

Lexsyg释光探测器 ||在材料表征科研领域应用分享

新型掺银晶体问世！中子检测灵敏度提升，辐射剂量测定进入新纪元

探索 Ag 掺杂 Li₂B₄O₇单晶：OSL 特性与中子探测敏感度

在核电站泄漏监测、病症放疗剂量校准等场景中，中子检测的精确度直接关系生命安全。传统热释光材料因热淬灭效应导致信号失真，这一困局终被打破——印度Bhabha原子研究中心新研发的掺银四硼酸锂（LTB:Ag）单晶，结合德国Freiberg Instruments的lexsyg TL/OSL智能系统，实现了中子检测灵敏度与量程的双重突破！

01 材料升级：会"呼吸"的晶体诞生记

研究团队采用梯度控温Czochralski法，在氩气保护下成功培育出直径25mm的LTB:Ag单晶（图1）。XPS能谱证实，Ag⁺通过4d→5s电子跃迁形成发光中心，其270 nm紫外发射峰强度较传统材料提升3倍。这种类人体组织等效特性（Zeff=7.3），使其在穿戴式剂量计开发中占鳌头。

图1. LTB:Ag单晶

02 lexsyg系统：看不见的精密之手

实验全程采用lexsyg Research TL/OSL Reader完成重要检测：
1）458 nm蓝光LED阵列实现非接触式光学激发
2） 配备Hoya U-340+Schott BG39复合滤光系统
3）光子计数型PMT探测器灵敏度达10⁻¹⁷ W
该系统"冷读取"模式，规避了传统热释光检测的热扰动误差，使0.1 mGy级极低剂量检测成为可能（图2,3）。

图2. (a) PL激发和发射光谱(b)LTB:Ag的放射发光光谱。

图3. 0.1Gy至1KGy范围内不同剂量在固定时间间隔的时间积分OSL强度。

03 性能炸裂：中子场的"火眼金睛"

在lexsyg系统加持下，LTB:Ag展现出惊人特性：
1）中子特异性响应：通过硼橡胶屏蔽技术，成功分离γ射线本底（图4）
2）超宽动态范围：热中子注量3×10⁸-3×10⁹ n/cm²内线性响应
3）快速衰减特性：蓝光激发10秒即可获取95%信号量
对比商用Al₂O₃:C材料，其中子灵敏度提升8倍，且无需复杂转换层。

图4. LTB:Ag样品在暴露于3 *108中子流后的OSL曲线(虚线)以及γ背景(实线)。小图显示了根据不同注量的固定时间间隔的曲线计算的时间积分OSL强度;

04 产业落地：从实验室到手术室

研究团队已启动三项应用验证：
1）放疗实时监测：利用LTB:Ag的瞬态响应特性开发体内探测器
2）中子成像板：基于190 nm波长差实现微米级空间分辨率
3）核废料监测：lexsyg系统远程读取功能保障人员安全