本文件描述了闪烁体的相对光输出、相对能量转换效率、α-β比、固有脉冲幅度分辨率、闪烁光衰减长度、发射光谱、时间特性、辐照硬度、自身放射性水平、β-γ比和n-γ比、温度效应、闪烁体阵列的不均匀性、光串扰等的测量方法。 本文件适用于常用固体闪烁体的性能测量。

ICS27.120.01
CCS F 80
中华人民共和国国家标准
GB/T13181—2024
代替GB/T13181—2002
固体闪炼体性能测量方法
Methods of performance measurement for solid scintillators2024-05-28发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-12-01实施
2规范性引用文件
3术语、定义和缩略语
术语和定义
3.2缩略语
4通则
测量环境条件
测量系统
测量要求
安全要求
5相对光输出
脉中法(全吸收峰法或康普顿分布边缘法)电流法
封装闪烁体的光输出
5.4光瑜出不均匀性
6相对能量转换效率
脉中法(全吸收峰法或康普顿分布边缘法)电流法
7a-B比
测量原理
测量装置
测量步骤
数据处理
8固有脉冲幅度分辨率
测量原理
测量装置
测量步骤
数据处理
封装闪烁体的固有脉冲幅度分辨率9闪烁光衰减长度
9.1对待测闪烁体的要求
测量原理，
GB/T 13181—2024
GB/T13181—2024
测量装置
脉冲法
电流法
其他说明
10发射光谱
测量的波长范围
测量原理
测量装置
测量步骤
数据处理
其他测量方法
时间特性
闪烁衰减时间
符合分辨时间
12辐照硬度
测量原理
测量装置
测量步骤
数据处理
13自身放射性水平
测量原理
测量装置
测量步骤
数据处理
β-y比和 n-比
β-Y比
n-Y比
15温度效应
测量原理
测量装置
测量方法
16闪烁体库列的不均匀性、光串扰，16.1闪烁体阵列的不均匀性
16.2闪烁体阵列的光串扰
附录A（资料性）放射性同位素源主要特征附录B（资料性）闪烁体标准样品的尺寸17
附录C（资料性）脉冲法测量系统的非线性附录D（资料性）电流法测量系统的非线性附录E（资料性）测量系统的不稳定性参考文献
GB/T 13181—2024
GB/T13181—2024
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替GB/T13181—2002（闪烁体性能测量方法》，与GB/T13181—2002相比.除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下。a）更改了标准适用范围（见第1章，2002年版的第1章）。b）增加了“闪烁”见3.1.1)、“封装闪烁体”（见3.1.6)、“光输出不均匀性”（见3.1.11)、“a=β比”（见3.1.13)、“余辉”（见3.1.15)、“符合分时间”（见3.1.16)、“辐照硬度”（见3.1.21)、“自身放射性水平”（见3.1.22)、“探测器效率”（见3.1.23)、“β-y比”（见3.1.24)、“n-Y比”（见3.1.25)、闪烁体阵列（见3.1.27)、“闪烁体阵列的不均匀性”（见3.1.28)、“闪烁体阵列的光串扰”（见3.1.29)等术语和定义。
c）更改了交流供电电压、交流供电频率的标准试验条件（见4.1，2002年版的4.1）。更改了对闪烁体标准样品的要求，删除了“符合GB/T4077中的有关规定”，将对闪烁体标准d)
样品尺寸的要求作为一个新增的资料性附录（见4.2.3和附录B,2002年版的4.2.3）。e）更改了“测量系统的不稳定性”的要求（见4.2.6.2,2002年版的4.2.6.3和5.1.2.3）。f)
增加了物理量测量重复次数的说明（见4.3.9）。更改了“相对光输出”的计算公式（见5.1.4.2002年版的5.1.4）。g)
删除了“相对光输出”和“相对能量转换效率”测量方法的数据处理中的测量误差方面的内容h)
（见2002年版的5.1.4、5.2.4和6.4.2）i）增加了“封装闪烁体的光输出”的测量方法（见5.3）。增加了“光输出不均匀性”的测量方法（见5.4)。k）增加了“相对能量转换效率”的脉冲法测量方法（见6.1)。删除了“相对能量转换效率”测量方法中关于待测闪烁体与标样的发射光谱不同时应进行修正1）
的内容（见2002年版的6.4.2和附录D)。m）增加了“a-β比”的测量方法（见第7章）。n）更改了“固有脉冲幅度分辨率”的数据处理方法（见8.4，2002年版的7.4）。增加了“封装闪烁体的固有脉冲幅度分辨率”的测量方法（见8.5）。o)
更改丁“闪烁光衰减长度”的测量方法（见第9章，2002年版的第8章）；增加丁脉冲法测量方法（见9.4）；更改了数据处理的方法（见9.5.2，2002年版的8.1.5）。q）更改了“闪烁衰减时间”的测量方法（见11.1，2002版的第10章），“直接示波法”中增加了对光电倍增管(PMT）的要求（见11.1.2.2.3）、删除了扣除光电倍增管响应时间的内容（见2002年版的10.2.4）；删除了“平均波形取样示波法”（见2002年版的10.1.1和10.3）。r）增加了“余辉”的测量方法（见11.2)。s）增加了“符合分辨时间”的测量方法（见11.3）。t）增加了“辐照硬度”的测量方法（见第12章）。u）增加了“自身放射性水平”的测量方法（见第13章）。v）增加了“β-y比”和\n-比”的测量方法（见第14章）。W）增加了“闪烁体阵列的不均匀性”和“闪烁体阵列的光吕扰”的测量方法（见第16章）。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。V
GB/T13181—2024
本文件由全国核仪器仪表标准化技术委员会(SAC/TC30)提出并归口。本文件起草单位：北京滨松光子技术股份有限公司、国核自仪系统工程有限公司、中核(北京)核仪器有限责任公司、中核控制系统工程有限公司。本文件主要起草人：袁秀丽、姚岁劳、王丹妮、阎珍德、唐兆束、蒋李君、高兴兵、殷生华、贾景光张志雄、林德雨。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：一1991年首次发布，2002年第一次修订；-一本次为第二次修订。
1范围
固体闪烁体性能测量方法
GB/T13181—2024
本文件描述了闪烁本的相对光输出、相对能量转换效率、a-β比、固有脉冲幅度分辨率、闪烁光衰减长度、发射光谱、时间特生、辐照硬度、自身放射性水平、β-比和n-y比、温度效应、闪烁体阵列的不均匀性、光串扰等的测量方法。
本文件适用于常用固体闪烁体的性能测量。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB4075密封放射源一般要求和分级GB/T10257—2001核仪器和核辐射探测器质量检验规则GB18871电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB/T28544封装闪烁体光输吕和固有分辨率的测量方法3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
闪烁 scintillation
由分子退激引起的，持续时间约几微秒或更短的闪光。[来源：GB/T4960.6—2008,2.3.1]3.1.2
闪烁物质scintillating material在电离辐射作用下，能以闪烁方式发出光辐射的物质。[来源：GB/T4960.6—2008,2.3.7]3.1.3
闪炼体
scintillator
用一定数量的闪烁物质做成适当形状的闪烁探测元件。4960.6—2008,2.3.10]
［来源：GB/T
［闪烁体的]入射窗
entrance window[of a scintillator]闪烁体中使被测的电离辐射容易透过的部分。GB/T13181—2024
［闪烁体的］光学窗opticalwindow[ofa scintillator]闪烁体中能让光辐射透出的部分。[来源：GB/T4960.6—2008,2.3.12,有修改］3.1.G
封装闪烁体housedscintillator被封装在具有反射层和闪烁体的光学窗口容器中的闪烁体。[来源：GB/T28544—2012.3.2,有修改］3.1.7
光导lightguide
用于光的无明显损失传输的光学器件。注：能将光导置于闪烁体和光敏器件之间。［来源：GB/T4960.6—2008,2.3.27,有修改］3.1.8
光耦合材料 optical coupled material为使闪烁体所发的光有效地传输到光敏器件的感光面上，在光学窗与光敏器件窗（光学窗与光导、光导与光敏器件窗)间所填充的物质。3.1.9
[闪烁体的]光输出light output[of a scintillator]闪烁体发射光子的总数与该闪烁体吸收的入射辐射能量之比。注：与闪烁体标准样品的光输出值相比较给出的相对值，称为相对光输出。［来源：GB/T4960.6—2008,2.3.19,有修改］3.1.10
光输出不均匀性nonuniformityoflightoutput对大尺寸闪烁体，在闪烁体的不同位置进行辐照激发时，光输出的差异。3.1.11
[闪烁体的]能量转换效率energy conversion efficiency[of a scintillator]闪烁体发射光子的总能量与其吸收的入射能量之比，注：与闪烁体标准样品的能量转换效率值相比较给出的相对值，称为相对能量转换效率。［来源：GB/T4960.6—2008,2.3.18,有修改]］3.1.12
[闪烁体的] a-β比 c-β ratio[of a scintillator]在α粒子和能量相同的β粒子激发下，闪烁体的能量转换效率之比。注：它反映了闪烁体对电离密度不同的粒子能量转换效率差异的程度。「来源：GB/T4960.62008.2.3.20.有修改3.1.13
[闪烁体的]固有脉冲幅度分辨率intrinsie amplituderesolution[of a scintillator]闪烁探测器的脉冲幅度分辨率扣除光敏器件贡献后的值。3.1.14
闪烁衰减时间scintillation decaytime闪烁体受单次激发后，发射光的强度下降到其最大值的1/e所需的时间。注：e-2.718.
[来源：GB/T
4960.62008,2.3.5
［闪烁体的］余辉afterglow[of a scintillator]闪烁体在电离辐射激发停止后一段时间内持续发光的现象，GB/T13181—2024
注：通常以闪烁体在辐射关断后某一时间点的发光值与同一辐射激发下的发光值之比表征该时间点的余辉量值。“某一时间点”通常是数倍的闪烁妄减时间之后的某一时刻.根据待测闪烁体的余辉特性及应用需求择定3.1.16
[闪烁体的］符合分辨时间coincidenceresolvingtime[ofascintillator]同类型的两个闪烁体被两个同时出现的关联事件激发所产生的两路信号，能够被探测和产生符合的最大时间间隔。
闪烁光衰减长度lightattenuationlengthof scintillation闪烁光子在闪烁体内经自吸收后衰减为原发光强度的1/e时光子在闪烁体中所通过的路程。注：闪烁衰减长度表征闪烁体对自身发光的透过能力，它与闪烁体的材料、工艺有关，且与测量时的光收集条件有关。按实际条件测得的数值称为技术光衰减长度，[来源：GB/T4960.62008,2.3.6,有修改］3.1.18
[闪烁体的]】发射光普emission spectrum[ofa scintillator]闪烁体发射的光子数随光子的波长或能量而变化的分布曲线。[来源：GB/T4960.62008,2.3.13,有修改3.1.19
[闪烁体的]吸收光普absorption spectrum[o2a scintillator]闪烁体的光吸收系数随光子的能量或波长而变化的曲线。[来源：GB/T4960.62008,2.3.14,有修改］3.1.20
[闪烁体的］光子发射曲线photonemissioncurve[ofascintillator]表示闪烁体单次激发所发射光的强度随时间变化的曲线。49G0.62008,2.3.17,有修改
[来源：GB/T
[闪烁体的]辐照硬度radiationhardness[ofa scintillator]闪烁体耐受辐照的能力。
注：通营以闪烁体接受辐照前后光输出的变化作为评介辐照硬度指标。3.1.22此内容来自标准下载网
[闪烁体的自身放射性水平self radioactivity[of a scintillator]由闪烁体自身材料中的放射性核素衰变导致的计数率。3.1.23
探测器效率detectordfficiency探测器测到的光子数或粒子数与同一时间间隔内入射到深测器上的同类型的光子数或粒子数之比。
注：对干闪烁体，被记录到的射线在闪烁体中产生的闪烁脉冲数与入射粒子数之比值，为闪烁体对该射线的探测器效率。它与闪烁体尺寸、射线能量等有关。[来源：GB/T4960.6—2008,2.1.23]3.1.24
[闪烁体的]β-?比β-Y ratio[of a scintillator]闪烁体对0Sr-90Y的β粒子和对”Co的光子的探测器效率之比。3
GB/T 13181—2024
［闪烁体的]n-Y比n-Yratio[ofa scintillator]闪烁体对所测能量的中子和对光子的探测器效率之比。注：测量时通常使用\Co作为粒子源。3.1.26
[闪烁体的]温度效应temperature effect[ofascintillator]闪烁体的基本性能（如相对能量转换效率、光输出或相对光输出、固有幅度分辨率、闪烁衰减时间、发射光谱等)随温度的变化。
闪烁体阵列scintillatorarray
若干个闪烁体单元按照阵列排布组成的多闪烁体单元结构。注：按照线形排布称为一维阵列闪烁体，按照面阵排布称为二维阵列闪烁体。3.1.28
闪烁体阵列的不均匀性nonuniformityof scintillatorarray同一个闪烁体阵列上各闪烁体单元之间特性的离散程度。注：本文件中特指相对光输出的离散程度。3.1.29
闪烁体阵列的光串扰lightcrosstalk of scintillatorarray闪烁体库列的某一闪烁体单元产生的闪烁光传输到相邻闪烁体单元引起的不期望的信号输出。3.1.30
康普顿分布边缘edgeofcomptondistribution能量响应曲线中对应康普顿散射电子能量极大值的位置。3.1.31
色温colour temperature
在可见光区，光源的相对辐射功率分布与全辐射体在某一温度下的相对辐射功率分布相同时的该全辐射体的温度。
切伦科夫辐射
fcerenkovradiation
当带电粒子在介质中的运动速度超过光在该介质中的速度时所产生的光辐射。[来源：GB/T12564—2008,3.1.15]3.1.33
8光源light source of
8函数光源light sourceof8function种具有有限辐通量和无限窄宽度的脉冲光源注：通常指光脉冲输出时间小于待测闪烁体闪烁衰减时间的1/3的光源。8函数常称为冲激函数。3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
CCD:电荷耦合器件(ChargeCoupledDevice)）CMoS：互补金属氧化物半导体（ComplementaryMetalOxideSemiconductor）MPPC：多像素光子计数器(Multi-PixelPhotonCounter)PMT：光电倍增管(PhotomultiplierTube)PS-PMT：位置灵敏光电倍增管(PositionSensitivePhotomultiplierTube)4
Si-PD：硅光电二极管(Silicon Photo-Diode)Si-PDA：硅光电二极管阵列(SiliconPhoto-DiodeArray）SiPM：硅光电倍增管（Siliconphotomultiplier）4通则
测量不境条件
闪烁体各项主要性能测量影响量的参考条件和标准试验条件见表1。表1影响量的参考条件和标准试验条件影响量
环境温度
相对湿度
大气压
交流供电电压
交流供电频率
交流供电波形
环境辐射
外磁场干扰
参考条件
正弦波
空气比释动能率0.1pGy/h
可忽略
注：不影响闪烁体性能测量的前提下，在与表1中所列出的相近条件下进行4.2测量系统
测量装置的组成
测量装置主要包括：
及高压分压器、匹配级；
光屏蔽外壳；
低压电源；
高压电源；
主放大器；
多道脉冲幅度分析器；
辐射源。
闪烁体性能脉冲法测量装置方框图见图1。GB/T13181—2024
标准试验条件
20℃±2℃
50%~75%
86 kPa～106 kPa
220(1±10%)V
50Hz±1Hz
波形总畸变<5%
空气比释动能率≤0.25
μGy/h
小于引起干扰的最低值
注：根据所测项目的不同，选择除PM~之外的、其他适用的光敏器件，这在相应测量方法的测量装置部分具体描述。有些性能的测量，既能采用PMT也能根据具体应用需求、待测闪烁体的发射光谱特性等选择其他合适的光敏器件，本文件中主要描述采用PMT的方法与要求，当采用其他光敏器件时，相应要求参照FMT,并在给出结果时说明所用的光敏器件类型。5
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。