一種皮玻璃及其製造的中子敏感微通道板的製作方法
2023-05-10 06:27:31 4
一種皮玻璃及其製造的中子敏感微通道板的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種能夠生產中子敏感微通道板的摻雜三氧化二釓的微通道板基體皮玻璃成份及其製造的大尺寸高探測效率的中子敏感微通道板。本發明所述的摻雜三氧化二釓的微通道板皮玻璃成份的摩爾百分比為：SiO250.0～66.0%，∑(Pb0+Bi2O3+Sb2O3)20.0～31.0%，∑(Na20+Cs2O)4.5～10.0%，BaO1.0～3.0%，Gd2O33.0～4.0%，TiO22.5～3.0%，Al2O31.5～2.0%。由本發明所述的皮玻璃製作的中子靈敏微通道板對熱中子探測效率可達到35%，而通過MCP幾何結構的進一步優化還可使探測效率得到顯著改善。
【專利說明】一種皮玻璃及其製造的中子敏感微通道板
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種皮玻璃及其製造的微通道板，特別是一種摻雜三氧化二釓的微通道板皮玻璃及其製造的中子敏感微通道板，可應用於中子成像探測領域。
【背景技術】
[0002]微通道板是由可多達數百萬甚至千萬以上的平行排列的6~12 y m通道孔徑8~15 iim通道間距的玻璃通道熔合而成的通道陣列，再按一定角度斜切而成的厚度在0.3~
0.6_量級的玻璃薄片。微通道板採用鉛矽酸鹽玻璃管和可酸溶玻璃棒製作，通過熔合纖維光學製作方法並用酸蝕除芯而形成通道陣列，再經氫還原處理獲得表面導電特性，最後在其上下兩端面鍍有金屬電極用以可施加工作電壓。由此構成一個具有二維空間分辨能力的緊湊型的各自獨立的打拿極倍增器陣列。
[0003]當在微通道板輸入和輸出面之間施加一個約IkV的高壓時，沿通道壁傳導的一個微弱帶電流在通道壁內建立約2MVHT1的通道內電場。當一個荷能粒子從通道的低電勢端進入，並撞擊通道壁激發產生一個或多個二次電子，通道輸入端內表層受到來自於光陰極的一定能量的光電子的碰撞，這些電子受到通道內電場作用下加速，沿拋物線運動，撞擊通道內壁，再次激發產生二次電子，如此經過重複多次的碰撞和電子的二次發射倍增的級聯過程，形成「電子雪崩」效應 ，最後在高電勢輸出端面產生高額的電子輸出。
[0004]微通道板具有對電子、離子、UV光子和軟X射線的直接探測能力，藉助光電轉換以產生光電子輸入以及螢光屏亮度輸出的方式，採用單片微通道板即可實現對連續微弱光的模擬成像，提供的灰度級別的允許可變事件率的光學識別；而採用V型或Z型疊加的微通道板堆，通過直接或藉助光電轉換以產生光電子輸入以及位置靈敏陽極的方式，微通道板探測器可實現對極微弱的離散光子甚至單光子的脈衝計數成像探測。
[0005]但微通道板基體玻璃中不含有對中子靈敏的核素，不具備對中子的探測能力。通過在微通道板基體玻璃中摻雜中子靈敏核素，如7Li^BJ55GcU157Gd,可使微通道板對中子敏感，並沿用微通道板的製作工藝，可以實現微通道板對中子的敏感。1990年Fraster和Pearson提出在微通道板玻璃中引入Li，利用6Li (n，a )?反應發射的a粒子產生電離電子能夠被微通道板所探測，1995年Fraser又提出了在微通道板玻璃中引入kiB2O3，使微通道板獲得對熱中子的探測靈敏度，從而將微通道板的應用拓展到以中子為探針的成像探測應用。2000年，Feller和Downing等人創辦了 NOVA Scientific,並通過在微通道板基體玻璃中摻雜kiB首次實現了中子敏感微通道板，隨後NOVA Scientific在摻雜kiB和Gd的微通道板上實現了高探測效率高空間分辨和時間分辨的中子成像探測。
[0006]在一個摻硼玻璃的中子敏感微通道板中，一旦中子被微通道板基體玻璃中的kiB原子所俘獲，由下述反應式描述的中子誘發的kiB (n, a) 7Li反應將在幾個微米厚度的通道壁內發生:
【權利要求】
1.一種皮玻璃，其特徵在於所述的皮玻璃由以下摩爾百分比的各組分構成:
2.一種皮玻璃製造的中子敏感微通道板，其特徵在於所述的微通道板通過皮玻璃和芯玻璃製備，所述的皮玻璃由以下摩爾百分比的各組分構成:
3.根據權利要求2所述的皮玻璃製造的中子敏感微通道板，其特徵在於所述的芯玻璃由以下摩爾百分比的各組分構成:Si0230.0~50.0%，B20320.0~30.0%，E (BaO+ZnO+CaO+SrO) 25.0 ~35.0%, La2033.0 ~12.0%, Y2O5O ~4.0%, Al2O3O ~2.0%。
【文檔編號】C03C3/105GK103641308SQ201310660748
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年12月6日
【發明者】潘京生, 韓曉明, 蘇德坦, 繆慧敏, 張正君, 張智勇, 張蓉, 孫賽林, 徐偉, 趙慧民 申請人:北方夜視技術股份有限公司