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掺铊碘化铯（SiPM读出）在宽温度范围内对伽马射线的闪烁响应测量

DOI：10.1016/j.nima.2018.10.149 期刊：Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 为研究闪烁体在-182°C至+152°C温度范围内的相对光产额及非线性响应趋势，我们定制了低温恒温器。针对14 keV至662 keV能区的γ射线和X射线，测试了CsI:Tl晶体的响应特性。采用安装在铜制支架上的硅光电倍增管（SiPM）探测闪烁光，该支架与晶体及冷却杆隔离以实现室温操作。CsI:Tl的闪烁效率在室温附近达到峰值，当温度接近液氮沸点时，其光产额较室温条件下降低15倍。该晶体的非线性响应在低温下显著，且随温度升高逐渐趋于线性。
作者： L. Swiderski，M. Moszyński，W. Czarnacki，K. Brylew，M. Grodzicka-Kobylka，Z. Mianowska，T. Sworobowicz，A. Syntfeld-Ka˙zuch，T. Szczesniak，W. Klamra，R.T. Williams，S. Gridin，X. Lu，M.R. Mayhugh，A. Gektin，S. Vasyukov，C. Piemonte，F. Acerbi，A. Ferri，A. Gola，T. Zawistowski
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究闪烁体在-182°C至+152°C温度范围内的相对光产额及非线性响应趋势，重点分析CsI:Tl晶体对γ射线和X射线的响应特性。

研究成果

研究表明，铯碘化物掺铊（CsI:Tl）的闪烁效率在室温下达到峰值，在较低和较高温度下均显著下降。闪烁响应的非线性在低温下更为明显，而随着温度升高会趋于更线性。该方法允许使用同一套装置扫描较宽的温度范围，为闪烁特性建模提供了宝贵数据。

研究不足

在接近液氮沸点的温度下，CsI:Tl的光产额显著降低，这使得在极低温度下记录探测器响应的能力仅限于662 keV的γ射线。SiPM的温度敏感性需要仔细监测和调整，以在整个实验过程中保持一致的增益。

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