第15卷第2期强激光与粒子束Vol.15,No.22003年2月HIGHPOWERLASERANDPARTICLEBEAMSFeb.,2003文章编号:100124322(2003)0220141204用于电子能谱测量的LiF热释光探测器标定Ξ蔡达锋1,2,谷渝秋2,郑志坚2,崔高显2,温天舒2,杨向东1(1.四川大学原子分子物理研究所,四川成都610065;2.中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900)摘要:用γ标准源对LiF热释光探测器(TLD)的灵敏度因子、线性吸收系数、离散性、重复性进行了测定。在此基础上建立了电子质量阻止本领的修正模型,理论上计算出电子等效质量阻止本领,给出单能电子的注量。由LiFTLD阵列可测量激光2等离子体相互作用中发射的超热电子能谱(能量2注量关系)。关键词:LiF热释光探测器;质量阻止本领;电子注量中图分类号:O434.12文献标识码:A在激光2等离子体相互作用中,超热电子能谱的测量是研究激光2等离子体相互作用机制的重要手段之一。超热电子能谱的测量有多种方法,主要有复合靶的Kα线法[1],高能离子测量法[2],硬X射线法[3]等。然而,最直接的方法是利用电子磁谱仪进行测量。国外采用电子磁谱仪对激光2等离子体相互作用产生的超热电子能谱进行测量时,大多数利用硅面垒或硅二极管作为探测器[4～7]。超灵敏LiFTLD(thermoluminescencedosemeter)最近的发展使采用薄型LiFTLD探测电子成为可能[8]。有关文献[9,10]已采用LiFTLD测量电子能谱,然而目前只给出了电子相对强度与能量的关系。为了采用LiFTLD阵列测量电子能量2注量的关系,LiFTLD的标定就成为非常重要的一个环节。1LiFTLD参数的测定根据实验的实际情况,选用尺寸为3.2mm×3.2mm×0.38mm的7LiF(Mg、Cu、P)TLD作为电子磁谱仪的探测元件。由于7LiFTLD对低能中子的响应远低于6LiFTLD和天然LiFTLD,这有利于剔除中子的干扰,而且对快中子响应很小。因此,实验中不必对中子进行慢化。为了确定电子的注量,需要对LiFTLD的相关参数进行测定。随机选出50片LiFTLD进行编号后,在240℃恒温下退火10min,在137Cs2γ标准源齐向场辐照10min,标准吸收剂量DLiF为3.61×10-3Gy。最后,在TLD读数仪上设定M2程序升温,测定其离散性、重复性、线吸收系数和灵敏度因子,其结果如图1。Fig.1ParametermeasurementofLiFTLD图1LiFTLD的参数测量图1中黑点为第一次测量,经计算对平均值最大偏离为12%。由于采用逐片刻度,因此离散性对测量的影响可不予考虑。白点为第二次测量,其中1～20号旨在测其重复性。由曲线可见,LiFTLD重复性相当好,经计算重复的最大偏差为2.1%;而后21～50号判读时在上面盖以白片(退火后的LiFTLD),旨在测定LiFTLD自身对所发出的热释光的自吸收系数。根据公式I=I0e-μd,求得平均线性吸收系数为μ=1.31×10-3m-1,同时得到每片LiFTLD的灵敏度因子,记为X(表示每单位标称读值为XmGy)。Ξ收稿日期:2002202227;修订日期:2002211228基金项目:国防科技基础研究基金资助课题(2000Z0206);国家863计划项目资助课题作者简介:蔡达锋(19632),男,博士生,副教授,从事超短超强激光与物质相互作用研究;四川绵阳9192986信箱。郑志坚(19412),男,研究员,博导,第一作者导师;杨向东(19432),男,教授,博导,第一作者导师。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.2电子质量阻止本领修正在测量激光2等离子体相互作用产生的超热电子能谱时,把LiFTLD作为电子磁谱仪的探测元件,LiFTLD排成一行的阵列。电子经磁谱仪的磁场偏转后,不同能量的电子落在位置不同的LiFTLD上。由于所选LiFTLD尺寸较小,在满足能量分辨率的要求下,可以认为落在同一LiFTLD上的电子是单能电子。假设某一位置处(对应的电子能量为Eei)的LiFTLD的读值为Yi(标称读值),LiFTLD的吸收剂量为Di=XYi,则该处的Di～Eei关系可以建立。通过LiFTLD阵列便给出了剂量与能量(D～Ee)关系。然而,本文的目的是要由LiFTLD阵列给出电子注量Ф与电子能量Ee的关系。在同一位置处(电子能量为Eei),如果LiFTLD为“无限薄”,则有Φi=Di(s/ρ)i=XYi(s/ρ)i(1)式中:Фi为该处电子注量,单位cm-2;Di为该处LiFTLD的吸收剂量,单位Gy;(s/ρ)i是能量为Eei的电子的质量碰撞阻止本领,单位MeV·cm2·g-1;s为电子线性碰撞阻止本领,单位为MeV·cm-1;ρ为LiF的密度,单位为g·cm...
