Стекло GFO:Ce с гадолинием и церием регистрирует рентген, гамма-лучи, нейтроны и частицы
Китайские исследователи получили лабораторный образец сцинтилляционного стекла с гадолинием и церием: 29,8 пар линий/мм в рентгене, отклик на гамма-лучи, нейтроны и пучки частиц.
Группа под руководством Чжэхао Хуа, Сэнь Цяня и Хайчжэна Тао из Уханьского технологического университета и Института физики высоких энергий Китайской академии наук сообщила о фторооксидном стекле с высоким содержанием гадолиния, легированном церием (GFO:Ce), которое работает как сцинтиллятор для нескольких видов излучения. Статья опубликована 2 ноября 2026 года в The Innovation (7(11), 101426). Образцы лабораторные, это не готовый детектор sciencedirect.com
The Innovationsciencedirect.comОткрыть источник ↗.
Стекло для рентгеновской визуализации и гамма-спектроскопии
Плотность стекла около 6,0 г/см3. Его плавят в восстановительной атмосфере и отливают в пластины, блоки или тонкие экраны. Авторы изготовили экраны для визуализации толщиной 5 мм, кубики 5 мм для гамма-спектроскопии и блоки 4 × 4 × 1 см для испытаний на пучках.
В рентгеновской визуализации стекло разрешает 29,8 пары линий на миллиметр. Под источником цезия-137 световыход составляет 2076 ± 51 фотон/МэВ, энергетическое разрешение 22,4 ± 0,5% на 662 кэВ, среднее время затухания 447,2 нс. Отклик линеен по дозе до предела обнаружения 16,58 микрогрей в секунду, а свечение выдержало 20 циклов включения и выключения облучения. При 493 К фотолюминесценция составляет 52,2% от значения при комнатной температуре.
Нейтроны, пучки частиц и структура
Стекло также регистрирует нейтроны: пики отклика около 80 и 180 кэВ, разрешение на верхнем пике 42,6 ± 1,7%. В пучках высоких энергий детекторная ячейка регистрировала минимально ионизирующие частицы: 99,2 ± 0,6 фотоэлектрона для мюонов и 112,8 ± 2,2 для пионов. Оба значения выше ориентира в 50 фотоэлектронов, установленного для адронных калориметров sciencedirect.com
The Innovationsciencedirect.comОткрыть источник ↗.
Авторы связывают результат с локальной структурой. Полиэдры гадолиний-кислород-фтор склонны к кластеризации в неупорядоченной сетке и передают энергию центрам церия с эффективностью 85,5%. Квантовый выход фотолюминесценции равен 80,40%.
Ограничения тоже названы. Эффективность миграции энергии составляет лишь 11–15%, а оже-тушение по-прежнему снижает световыход. Рентгенолюминесценция достигает 62,1% от значения для кристалла BGO. Авторы предлагают стекло как платформу для промышленной и медицинской радиографии и для калориметрии на будущих коллайдерах и отмечают, что оптимизация впереди.
