于30份时，导致玻璃整体融合溫度提 升，玻璃组分导致挥发量明显增加，不利于玻璃的稳定性。
[0071] 本发明实施例提供的玻璃闪烁体组分中含有1化2〇3,一方面是为了引入1吨，利用其 来俘获中子，另一方面起到玻璃形成体的作用。由于1化的丰度达到90%，且其对热中子俘获 截面高，在玻璃闪烁体中引入1化可极大提高中子的探测效率，1化在玻璃闪烁体组分中的含 量越大，玻璃闪烁体的热中子探测效率就越高，而大量的1化2化加入到玻璃闪烁体组分中， 会影响玻璃的形成能力。本发明实施例通过优化玻璃组分设计，在保证玻璃闪烁体中1化2〇3 的高含量时，兼顾了玻璃的形成能力，在提高玻璃闪烁体的中子探测效率的同时，提高玻璃 闪烁体的发光效率W及缩短发光衰减时间，即提高玻璃闪烁体的可见光检测灵敏度和可见 光检测准确性。当1吨2化的重量份含量控制在30-40份时，可满足对热中子的俘获要求且有 利于玻璃成型、提高发光效率W及缩短发光衰减时间。当1吨2化的重量份含量小于30份时， 由于1化的含量的减少，对热中子俘获效率会明显下降；当1吨2化的重量份含量大于40份时， 导致玻璃整体融合溫度提升，玻璃组分的挥发量明显增加，不利于玻璃的稳定性，同时玻璃 闪烁体的发光效率降低且发光衰减时间变长。
[0072] 本发明实施例提供的玻璃闪烁体组分中的氧化钢起到助烙剂的作用，使玻璃的烙 化溫度降低，降低对玻璃烙制设备的要求。其中氧化钢的重量份含量控制在11-14份时，使 玻璃的成型效果最佳;当氧化钢的重量份含量小于11份时，助烙效果不明显，当氧化钢的重 量份含量大于14份时，玻璃易析晶。
[0073] 本发明实施例提供的玻璃闪烁体组分中的氧化侣是一种稳定剂，可W防止玻璃失 透。当氧化侣的重量份含量控制在6-10份时，玻璃稳定性效果最好；当氧化侣的重量份含量 小于6份时，玻璃稳定性差，当氧化侣的重量份含量高于10份时，容易造成玻璃有残留的不 烙物质，从而造成玻璃失透。
[0074] 本发明实施例提供的玻璃闪烁体组分中的=氧化二姉是为了引入Ce3+, Ce3+在玻 璃闪烁体中起到激活剂的作用，由于Ce3+不稳定，极易被氧化成Ce 4+,因此要在玻璃中在不 产生泽灭的情况下尽可能增加 Ce3+, W增强发光强度。当S氧化二姉的重量份含量控制在7-11份时，可保证激活效果最佳；当=氧化二姉的重量份含量小于7份时，发光效果不佳，当= 氧化二姉的重量份含量大于11份时，容易造成玻璃失透。
[0075] 本发明实施例提供的玻璃闪烁体组分中的=氧化二錬起到玻璃澄清剂的作用。当 =氧化二錬的重量份含量控制在0.2-0.5份时，可保证良好的澄清效果；当=氧化二錬的重 量份含量小于0.2份时，澄清效果显著下降，当=氧化二錬的重量份含量大于0.5份时，澄清 效果没有提升，尤其当=氧化二錬的重量份含量超过1份时，容易造成玻璃失透。
[0076] 本发明实施例提供的玻璃闪烁体组分中的碳粉起到还原剂的作用，可有效防止 Ce3+氧化成Ce4+。当碳粉的重量份含量控制在1-2份时，可保证还原效果最佳；当碳粉的重量 份含量小于1份时，还原效果差，不能保证Ce 3+的高含量，当碳粉的重量份含量超过2份时，会 导致玻璃颜色趋于灰色，严重影响玻璃的透过率。
[0077] 最后说明的是，W上实施例仅用W说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可W对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种玻璃闪烁体，其特征在于，由以下重量份的组分组成： Si02:20-30份， 10B2〇3:30-40份， Na20:11-14 份， Ah〇3:6-10 份， Ce2〇3:7-11份， Sb2〇3:0.2-0.5^, 碳粉:1-2份。2. 根据权利要求1所述的玻璃闪烁体，其特征在于，由以下重量份的组分组成： Si02:26-30份， 10B2〇3:34-40份， Na20:11-14 份， Ah〇3:8-10 份， Ce2〇3:9-11份， Sb2〇3:0.2-0.5^, 碳粉:1-2份。3. 根据权利要求1或2所述的玻璃闪烁体，其特征在于，所述玻璃闪烁体的组分中，Si02 所对应的原料为高纯石英砂，1QB2〇3所对应的原料为H3 1QB03或/和1QB2〇3，Na 20所对应的原料 为碳酸钠或/和硝酸钠，Al2〇3所对应的原料为氧化铝粉或/和氢氧化铝，Ce 2〇3所对应的原料 为六水合硝酸铈或/和草酸铈，Sb2〇3所对应的原料为其氧化物本身，碳粉所对应的原料为高 纯炭粉。4. 权利要求1所述的玻璃闪烁体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 按照以下重量份的组分称取相应的原料，混合均匀，得配合料； Si02:20-30份， 10B2〇3:30-40份， Na20:11-14 份， Ah〇3:6-10 份， Ce2〇3:7-11份， Sb2〇3:0.2-0.5^, 碳粉:1-2份； (2) 将配合料进行熔制，出料后再浇注成型，最后退火处理，即得所述玻璃闪烁体。5. 根据权利要求4所述的玻璃闪烁体的制备方法，其特征在于，所述配合料熔制时，将 配合料先放入封闭式的99瓷坩埚内，进行第一次熔制，将第一次熔制得到的玻璃液水淬，得 到一次玻璃料;再将一次玻璃料烘干后，放入到白金坩埚中在强还原气氛下进行第二次熔 制，熔制完后先降温、再出料。6. 根据权利要求5所述的玻璃闪烁体的制备方法，其特征在于，所述第二次熔制时，白 金坩埚置于玻璃二次熔制装置中，所述玻璃二次熔制装置置于硅钼棒炉内；所述玻璃二次 熔制装置由双层坩埚套置而成，外层坩埚为带盖的粘土坩埚，内层坩埚为带陶瓷盖的刚玉 坩埚，所述粘土坩埚的内底层铺设有石墨颗粒，所述刚玉坩埚置于粘土坩埚内的石墨颗粒 上，所述刚玉坩埚的内底层铺设有石墨颗粒，所述白金坩埚置于刚玉坩埚内的石墨颗粒上。7. 根据权利要求5所述的玻璃闪烁体的制备方法，其特征在于，所述第一次熔制的温度 为1480-1510°C，第一次熔制的时间为1.5-2.511;所述第二次熔制的温度为1480-1510°(：，第 二次熔制的时间为6_8h。8. 根据权利要求4所述的玻璃闪烁体的制备方法，其特征在于，所述浇注成型采用的模 具的温度为500_550°C。9. 根据权利要求4所述的玻璃闪烁体的制备方法，其特征在于，所述退火的保温温度为 450-470°C，所述退火的保温时间为2-3h，所述退火的降温速率为8-10°C/h。10. -种热中子探测方法，所述方法为采用玻璃闪烁体对热中子进行探测，其特征在 于，所述玻璃闪烁体为权利要求1-9任一项所述的玻璃闪烁体。
【专利摘要】本发明公开了一种玻璃闪烁体及其制备方法以及热中子探测方法，其中玻璃闪烁体由以下重量份的组分组成：SiO2：20-30份，10B2O3：30-40份，Na2O：11-14份，Al2O3：6-10份，Ce2O3：7-11份，Sb2O3：0.2-0.5份，碳粉：1-2份。该玻璃闪烁体解决了现有技术中玻璃闪烁体对热中子探测效率低的问题，提高了玻璃闪烁体的热中子探测效率和发光效率，以及缩短了玻璃闪烁体的光衰减时间。
【IPC分类】C03B19/02, G01T3/06, C03C4/12, C03C3/068
【公开号】CN105669023
【申请号】CN201610015753
【发明人】朱永昌, 李佳宇, 刘峻, 关铭
【申请人】中国建筑材料科学研究总院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月11日