专利名称:一种热中子荧光屏及其制备方法
技术领域：
本发明属于热中子照相装置领域，具体涉及一种热中子荧光屏和其制备方法。利用热中子与荧光屏内氟化锂六发生反应产生 粒子乜子退激能量激发荧光物质发光，以实现中子空间分布向可见光空间分布的转化的过程。王要应用与高伽马本底、高分辨率热中子照相领域。
背景技术：
中子照相技术具有其他无损探测技术无可替代的特点和优点，能够获得很多其它传统技术不能得到的重要信息。射线检测是从X射线开始的，与X射线无损检测相比较，X射线穿透物体时，受到核外电子作用而被衰减，因此其质量衰减系数，与材料原子序数有确定的函数关系。与X射线不同，中子不带电，能轻易的穿透电子层，与原子核发生核反应，因此其质量衰减系数与入射的中子能量和物质的原子核截面有关，和原子序数关系复杂。由于上述机理的区别，使中子照相具有下列X射线所没有的功能:中子能够:a)穿透重元素物质，对大部分重元素，如铁、铅、铀等，质量吸收系数小；b)对某些轻元素，如水、碳氢化合物、硼等质量吸收系数反而特别大；c)区分同位素；d)能对强辐射物质成高质量的图像等。特别是在能够穿透许多金属、重金属检测内部有机物质状况上具有非常大的优势。
中子转换屏是中子照相装置关键部件。其性能直接影响最终成像质量。在热中子照相领域和中子中子转换屏有锂玻璃、金属屏和活化屏等。锂玻璃具有很高的中子吸收效率但其对伽马射线同样灵敏，在高伽马本底条件下使用效果很差；金属屏是一次作用曝光，只有一个不确定性，故其分辨率很高，但金属屏只能用于胶片成像系统。
为了克服现有热中子转换屏的缺点，本发明提供了一种热中子荧光屏具有低伽马噪声干扰，分辨率较高等特点的热中子照相用荧光屏，具有较好的发展潜力和广泛的应用前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种热中子荧光屏，以解决现有热中子照相转换屏存在的问题，本发明的荧光屏具有具有低伽马噪声干扰，分辨率较高的特点，可同时应用于胶片和数字相机成像系统中。本发明要解决的另一技术问题是提供一种热中子荧光屏的制备方法。
本发明的热中子荧光屏由多种材料构成，按重量百分比由以下组分构成:
环氧树脂10% 12%
酸酐固化剂5% 6%
偶联剂0.5% 1.5%
硫化锌荧光粉48% 52%
氟化锂六25% 30%在上述多种材料组合物中，环氧树脂是荧光屏的基材，也就是粘合剂；氟化锂六作为核反应材料和热中子反应产生阿尔法离子；硫化锌荧光粉是发光材料，阿尔法离子在硫化锌中沉积能量，退激后发光；偶联剂将硫化锌荧光粉和氟化锂六粉末表面处理，使其能更好的和基材环氧树脂融合；酸酐固化剂可增强制成荧光屏的韧性。这些组分的组合及其各组分的上述百分比范围，是通过大量试验确定的，上述组合及其百分比范围使本发明热中子荧光屏具有上述抗伽玛射线干扰、高分辨率的优良平衡。
本发明的热中子荧光屏其最优选厚度为0.2mnT0.3mm。热中子荧光屏的主要作用是将不可直接探测的热中子空间分布转化为可探测的可见光空间分布。荧光屏内的发光材料硫化锌产生的荧光一方面按距离平方成反比的规律减弱，另一方面又要受到屏材料本身的吸收而衰减。增加屏厚虽可增大热中子探测效率但荧光屏入射面产生的荧光会被自吸收，故热中子荧光屏的厚度选择应在探测效率和光透过率之间达到平衡，经大量理论计算和实验确定热中子突光屏的厚度为0.2mnT0.3mm。
热中子荧光屏的厚度为0.2mnT0.3mm,且极易破裂，故采用涂覆工艺加工热中子荧光屏，即将荧光屏材料充分混合后涂覆与Imm厚的高纯度硬铝板上，其具体实施步骤如下:
a)将偶联剂、荧光粉和氟化锂六粉末混合并搅拌均匀，完成粉料的表面改性。
b)将粘合剂和丁酮加入高速搅拌机混合均匀。
c)将表面改性的粉料加入已溶于丁酮的粘合剂混合均匀后，均匀涂覆于铝板上。
d)在室温下将丁酮挥发，该过程需要10个小时。
e)将铝板在55°C 60°C干燥1.5h。
f)将铝板在70°C 75°C干燥Ih。
g)将附着在铝板上的荧光屏放入烘箱，将其温度升至105°C 110°C，在此温度下固化2h。
h)采用X射线衍射仪等设备对成品进行均匀度及平整度检测。
为更清晰的阐明本发明的功能和方法，结合附图作进一步的描述:
图1热中子荧光屏的发光光谱图。
具体实施方式
下面通过实施例和对比例进一步说明本发明。其中涉及的性能参数是表面平整水平和发光效率。
实施例1
将8.8g牌号为QS实施例2 将8. 8g牌号为QS实施例3
将8. 8g牌号为QS实施例4
将8. 8g牌号为QS实施例5
将8. 8g牌号为QS实施例6
将8. 8g牌号为QS实施例7
将22g牌号为QS实施例8
将22g牌号为QS表I中实施例和对比例的发光效率对比，本发明的混合物明显优于对比例的混合物。
表I 实施例和对比例参数及其发光效率对比
权利要求
1.一种热中子荧光屏，其特征在于:将荧光屏材料充分混合后涂覆于Irnm厚的高纯度硬铝板上，所述的荧光屏的原料按重量百分比组成如下: 环氧树脂10% 12% 酸酐固化剂5% 6% 偶联剂0.5% 1.5% 硫化锌荧光粉48% 52% 氟化锂六25% 30%。
2.根据权利要求
1所述的热中子荧光屏，其特征在于:所述的荧光屏还包括如下内容:荧光屏的厚度为0.2mm 0.3mm,荧光屏需附着在Imm厚的高纯度硬铝板上。
3.—种权利要求
1所述的热中子荧光屏的制备方法，其特征在于:依次包括下列步骤: a)将偶联剂、荧光粉和氟化锂六粉末混合并搅拌均匀，完成粉料的表面改性； c)将表面改性的粉料加入已溶于丁酮的粘合剂混合均匀后，均匀涂覆于铝板上； d)在室温下，使丁酮挥发10个小时； e)将铝板在55°C 60°C干燥1.5h ; f)将铝板在70°C 75°C干燥Ih；g)将附着在铝板上的荧光屏放入烘箱，将其温度升至105°C 110°C，在此温度下固化2h ； h)采用X射线衍射仪设备对成品进行均匀度及平整度检测。
专利摘要
本发明提供了一种热中子荧光屏及其制备方法。本发明的热中子荧光屏，是利用中子与荧光屏内的锂六原子发生核反应产生阿尔法离子，阿尔法离子在荧光材料内沉积能量激发荧光实现中子探测。热中子荧光屏由荧光材料ZnS(Ag)、LiF6粉末以及粘合剂三部分组成。目前用于热中子照相的转换屏包括金属屏、锂玻璃等。中子荧光屏的成像分辨率和抗伽马信号干扰能力远强于锂玻璃等热中子照相转换屏，在高通量、强伽马本底和高分辨率热中子照相领域有很好的应用前景。
文档编号G21K4/00GKCN103077761SQ201310032331
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月29日
发明者吴洋, 唐彬, 霍合勇, 蔡绪福, 刘斌, 唐科, 尹伟, 孙勇, 曹超 申请人:中国工程物理研究院核物理与化学研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan