作為一類具有特別光學性能的單晶,閃爍體對X射線具有很強的敏感性。閃爍體的快速發(fā)展給核醫(yī)學成像和高能物理等方面帶來了希望。作為優(yōu)秀的閃爍體,X射線響應性能對其影響巨大。鈾氟化物單晶的高原子序數(shù)、致密結構及高密度等優(yōu)點具有成為閃爍體單晶基質的可能,引起科研人員的廣泛關注。本文通過水熱法,使用UO_2(CH_3CO_2)_2·H_2O作為鈾源,CH_3COO~-作為還原劑將U~(6+)還原成U~(4+),銅作為催化劑促使晶體生長,在溫和水熱(200℃)條件下制備出二元鈾氟化物(U_3F_(12)(H_2O))單晶、三元鈾氟化物(LiUF_5、KU_2F_9、RbUF_5)單晶、四元鈾氟化物(Na_4CoU_6F_(30)、Na_4CuU_6F_(30))單晶。(1)利用SXRD確定了U_3F_(12)(H_2O)的結構,借助FT-IR、UV-vis、TG-DTA和(SEM)等對其光學性能、熱學性能以及微觀結構進行了測試分析,并且測試U_3F_(12)(H_2O)對X射線的響應情況。結果表明:U_3F_(12)(H_2O)為綠色針狀晶體,長度在1mm左右,具有復雜的三維立體結構;并且U_3F_(12)(H_2O)單晶對X射線具有明顯的響應,響應倍數(shù)大約70倍。(2)利用SXRD確定了三種鈾氟化物(LiUF_5、KU_2F_9、RbUF_5)單晶的結構,借助FT-IR、UV-vis和SEM等對其光學性能及微觀結構進行了測試分析,并且測試三種鈾氟化物(LiUF_5、KU_2F_9、RbUF_5)對X射線的響應情況。結果表明:三種鈾氟化物(LiUF_5、KU_2F_9、RbUF_5)均為綠色針狀晶體,長度為毫米級,具有復雜的三維立體結構;并且三種鈾氟化物(LiUF_5、KU_2F_9、RbUF_5)單晶對X射線具有明顯的響應,響應倍數(shù)大約60-90倍。(3)利用SXRD確定了兩種四元鈾氟化物(Na_4CoU_6F_(30)、Na_4CuU_6F_(30))單晶的結構,借助FT-IR、UV-vis和SEM等對其光學性能及微觀結構進行了測試分析,并且測試兩種四元鈾氟化物(Na_4CoU_6F_(30)、Na_4CuU_6F_(30))對X射線的響應情況。結果表明:兩種四元鈾氟化物(Na_4CoU_6F_(30)、Na_4CuU_6F_(30))為綠色六邊形晶體,長度大約在100μm,具有復雜的三維立體結構;并且兩種四元鈾氟化物(Na_4CoU_6F_(30)、Na_4CuU_6F_(30))對X射線具有明顯的響應,響應倍數(shù)大約120倍。綜上所述:6種單晶都對X射線有明顯的響應,在三種類型的單晶中,四元鈾氟化物對X射線最敏感,緊接著是三元鈾氟化物,最后是U_3F_(12)(H_2O)。對X射線敏感的原因可能是U(IV)存在孤立的5f電子會發(fā)生f-f的躍遷,樣品在X射線的照射下,內部結構發(fā)生變化,自身的電阻急劇降低,導致通過的電流增加,通過將電信號轉變?yōu)槠渌男盘?可以用來檢測環(huán)境中的X射線的強度,由于對于X射線對高能粒子的敏感性,具有成為閃爍體單晶基質的潛能,應用于高能粒子的檢測、核醫(yī)學的成像和工業(yè)的無損探傷等。
【學位單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：O78;TL812
【部分圖文】：

圖 1-1 根據(jù)溫度和壓力的不同，不同的晶體生長方法1 Different crystal growth methods depending on temperature and p了不同的溫度和壓力條件下所對應的不同的晶體生長的水熱法相比，溫和水熱法具有操作簡單，溫度低，成本法是在亞臨界的條件下（溫度在 250℃以下，自身的壓聚四氟乙烯內襯（或者 pp 材質內襯）的反應釜或者耐熱反應容器，聚四氟乙烯內襯是制備還原材料的合適的反化還原的中性環(huán)境。通常情況下使用還原劑（多元醇、乙物）將金屬離子進行還原，但是當還原劑還原金屬的速率度，就會得到不是理想得到的產物，這時可以采用兩步水（避免結晶不充分）。鹽，由于釩酸鹽具有低維的磁性，但是由于合成溫度較通過使用草酸作為還原劑，在 200℃的水熱條件下，將 CS2V3O8晶體[25]，測試其結構，一方面成功制備出 CS2率較低；另一方面雖然產率低，可以通過 SXRD 解析其

1 緒論催化劑，加快晶體長大，向里面加入堿金屬的氟化物(LiF、KF、D、PXRD、SEM、EDS、FTIR 和 UV-vis 等手段對合成的三元結構、形貌和光學性能的表征，并測試三種晶體在 X 射線的線的響應。水熱法制備四元鈉鈾氟化物(Na4CuU6F30、Na4CoU6F30)，并對uU6F30、Na4CoU6F30)結構和 X 射線響應進行研究。2(CH3CO2)2·H2O 作為鈾源，利用 CH3COO—將 U(VI)還原成 U(I化劑，促使晶體長大，向里面加入氟化鈉，會生成四元鈾0。當不添加銅鹽，加入 CoCl2·6H2O 在水熱條件下會生成四元6F30。利用 SXRD、PXRD、SEM、EDS、FTIR 和 UV-vis 等手氟化物單晶進行結構、形貌和光學性能的表征，并測試兩種晶下時對 X 射線的響應。

(3)、利用 PXRD、SEM、EDS、FTIR 和 UV-vis 等貌、組成、光學性能、熱學性能進行研究，并將相對比，得出結構與性能之間的聯(lián)系；(4)、利用照儀對 6 種晶體進行間隔式照射，研究晶體對 X 體示意圖，如下圖 1-2 所示：
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本文編號：2861685