【摘 要】
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由于空间科学和核物理的发展,γ射线探测器在人类社会的各个方面发挥着越来越重要的作用。探测材料是γ射线探测器的核心,与现有的探测材料如碲化镉(CdTe)等相比,溴化铊(TlBr
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由于空间科学和核物理的发展,γ射线探测器在人类社会的各个方面发挥着越来越重要的作用。探测材料是γ射线探测器的核心,与现有的探测材料如碲化镉(CdTe)等相比,溴化铊(TlBr)具有较高的原子序数(Tl: 81, Br: 35)、较大的密度(7.56 g/cm3)和较宽的禁带宽度(2.68 eV)。另外溴化铊还具有较低的熔点(560℃),且在熔点以下具有单一晶相,在温度变化时不会发生破坏性的相变,便于从熔体制备晶体。以上性质使得溴化铊成为十分有前途的γ射线探测器材料。探测器的工作原理决定了生长溴化铊单晶的原料需要有很高的纯度,本文主要研究了溴化铊的水热提纯方法。先以重结晶过的硝酸铊(TlNO3)和蒸馏过的溴化氢(HBr)为原料合成了溴化铊,经X射线衍射分析(XRD)和X射线荧光光谱(XRF)测试,结果表明合成的溴化铊是单相,高纯且化学计量比接近1:1。在确定了水热釜的结构会造成对流过快的现象而不适合使用温差法提纯之后,再用合成出的溴化铊原料在水热釜中从170℃开始,以建立的简易降温模型为指导进行控制降温,对溴化铊进行降温法的水热提纯。经过电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)的测试,水热提纯使杂质的总浓度降低到100 ppm以下。特别是对Ca离子的效果明显。另外本文中还对使用后的剧毒的溴化铊废料进行了回收,并经过硝酸氧化和硫化铵还原等程序将溴化铊废料转变成可以二次利用的原料。
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