—PAGE—《GB/T13181-2024固體閃爍體性能測量方法》實施指南目錄一、《GB/T13181-2024》緣何升級？深度剖析舊標準局限性與新版核心價值二、新增測量方法如何重塑行業(yè)格局？專家解讀脈沖法/電流法并行方案的深遠影響三、相對光輸出測量：關鍵技術與參數(shù)優(yōu)化，怎樣精準提升測量精度？四、閃爍衰減時間測量：從單光子法到系統(tǒng)優(yōu)化，如何突破傳統(tǒng)局限實現(xiàn)飛躍？五、發(fā)射光譜測量新視野：《GB/T13181-2024》如何拓展波長范圍與測量維度？六、固有脈沖幅度分辨率測量：測量原理與裝置的深度剖析，如何確保數(shù)據(jù)可靠性？七、溫度效應測量新視角：《GB/T13181-2024》對固體閃爍體應用的深遠影響八、輻照硬度與自身放射性水平測量：新增指標如何保障固體閃爍體的安全與長效應用？九、閃爍體陣列性能測試：不均勻性與光串擾測量，怎樣助力新型探測器的發(fā)展？十、《GB/T13181-2024》實施要點與未來展望：專家解析如何推動行業(yè)邁向新高度一、《GB/T13181-2024》緣何升級？深度剖析舊標準局限性與新版核心價值（一）舊標準局限性在哪？隨著科技的迅猛發(fā)展，舊版GB/T13181在固體閃爍體性能測量方面的短板愈發(fā)明顯。對于新興的閃爍體材料，如鈣鈦礦材閃爍體、有機閃爍體等，舊標準未能充分考量其獨特特性。在復雜應用場景中，例如在醫(yī)療成像對高精度成像的需求，以及高能物理實驗對微小粒子信號的捕捉場景下，舊標準在測量關鍵性能參數(shù)時，難以提供足夠精確的數(shù)據(jù)，嚴重限制了相關行業(yè)的技術革新與發(fā)展，急需更新以契合新的技術趨勢。（二）2024版新增內(nèi)容的核心價值是什么？2024版新增α-β比、余輝等8項性能參數(shù)的測量方法，極大拓展了對固體閃爍體性能的評估維度。新納入的脈沖法/電流法并行方案，為測量工作提供了更多靈活性與精準度選擇。這些新增內(nèi)容，有助于更全面、深入地了解固體閃爍體的性能，為其在醫(yī)療、科研、工業(yè)等領域的優(yōu)化應用奠定了堅實基礎，推動行業(yè)朝著更高效、更精準的方向發(fā)展。二、新增測量方法如何重塑行業(yè)格局？專家解讀脈沖法/電流法并行方案的深遠影響（一）脈沖法/電流法并行方案優(yōu)勢何在？脈沖法/電流法并行方案具有顯著優(yōu)勢。脈沖法中的全吸收峰法或康普頓分布邊緣法，能以全吸收峰或康普頓分布邊緣幅度精準判定光輸出。而電流法可通過比較閃爍光導致的光電倍增管（PMT）陽極電流，來確定相對光輸出。并行方案使測量者可依據(jù)不同閃爍體特性與使用要求，靈活選擇測量方法，提升測量的精準度與適應性，滿足多樣化的應用場景需求。（二）新方案對不同領域應用有何影響？在醫(yī)療成像領域，該方案能助力獲取更清晰、準確的圖像，提升疾病早期診斷的準確率。在環(huán)境輻射監(jiān)測方面，可實現(xiàn)對放射性水平更精準的實時監(jiān)測，有力保障公眾健康與環(huán)境安全。于高能物理研究中，能為粒子探測提供更可靠的數(shù)據(jù)，推動對宇宙奧秘的探索進程。不同領域借助新方案，優(yōu)化固體閃爍體性能，提升工作效率與成果質量。（三）行業(yè)應如何適應新測量方法？行業(yè)需積極行動以適應新測量方法。一方面，相關企業(yè)與研究機構應加強對操作人員的培訓，使其熟練掌握脈沖法/電流法的原理、操作流程及數(shù)據(jù)處理方法。另一方面，要加大對測量設備的研發(fā)與升級投入，確保設備性能符合新測量方法的要求，提高測量的準確性與穩(wěn)定性。同時，建立健全相關質量控制體系，保障新測量方法在實際應用中的規(guī)范性與可靠性。三、相對光輸出測量：關鍵技術與參數(shù)優(yōu)化，怎樣精準提升測量精度？（一）脈沖法測量原理與關鍵要點脈沖法以全吸收峰或康普頓分布邊緣幅度作為判定光輸出的量度。單能γ輻射射入閃爍探測器，其輸出脈沖幅度的分布，主要由康普頓分布及全吸收峰（低原子序數(shù)的閃爍體除外）等譜段組成。測量時，需選用陽極靈敏度不均勻性（按待測閃爍體最大直徑所對應的面積考慮）不超過20%的PMT，且根據(jù)閃爍體特性與使用要求選定合適的輻射源類型，確保測量數(shù)據(jù)的準確性。（二）電流法測量的技術要點與應用場景電流法是根據(jù)閃爍體的類型選用一種能量的電離輻射，激發(fā)標樣及待測閃爍體，通過比較閃爍光導致的PMT陽極電流，來得到相對光輸出。使用的輻射源要足夠強，使測量時PMT的陽極輸出電流達到其本底電流的5倍以上。該方法適用于一些對脈沖法不太適用的閃爍體測量場景，在實際應用中與脈沖法相互補充，為相對光輸出測量提供更多選擇。（三）提升相對光輸出測量精度的參數(shù)優(yōu)化策略為提升測量精度，需對多項參數(shù)進行優(yōu)化。測量系統(tǒng)的非線性應不大于3%，不穩(wěn)定性應不大于3%，且測量過程中對穩(wěn)定性的檢測應每工作不超過7h測一次。測量前，閃爍體應蔽光存放，蔽光時間根據(jù)待測閃爍體本身的性能確定。對于測得的脈沖幅度譜，可根據(jù)需要進行擬合、平滑處理，確定全吸收峰位或康普頓邊緣的脈沖幅度、峰的半高寬等測量值時，必要時采取插值法，以提高測量精度。四、閃爍衰減時間測量：從單光子法到系統(tǒng)優(yōu)化，如何突破傳統(tǒng)局限實現(xiàn)飛躍？（一）單光子法測量原理與要求詳解單光子法適用于測量閃爍衰減時間為ns級的閃爍體，是利用基于不連續(xù)的光子時間分布的單光子技術。該方法需要兩個PMT同時工作，PMT1與閃爍體直接耦合，每次受單光子信號激發(fā)后給出電信號；PMT2由中性濾光片與閃爍體隔開，使PMT2在每次受激發(fā)后產(chǎn)生一個光電子的幾率小于1（即單光子狀態(tài)）。通過測量該幾率分布得到光子發(fā)射曲線，進而得出閃爍衰減時間常數(shù)。使用單光子法時，要求使用SiPM或快響應PMT，時間幅度變換器道寬≤100ps，且需扣除裝置響應時間（采用??Co切倫科夫光源標定）。（二）直接示波法的原理與適用范圍直接示波法適用于測量閃爍衰減時間大于10ns的閃爍體。閃爍體與PMT耦合后，PMT光陰極入射光子通量與閃爍體光子發(fā)射率成線性關系，PMT在線性工作狀態(tài)下，其輸出電流與入射光子通量也成線性關系。測量閃爍體單次激發(fā)后，由PMT輸出電流隨時間的分布（電流脈沖）即可得到光子發(fā)射曲線，進而求出閃爍衰減時間。此方法要求示波器和PMT的時間響應足夠快且對測量結果的影響可以忽略。（三）測量系統(tǒng)優(yōu)化策略與突破方向為突破傳統(tǒng)測量方法的局限，可從多方面優(yōu)化測量系統(tǒng)。在環(huán)境控制上，將溫度控制在(20±2)℃、濕度保持在50%-75%，以減少環(huán)境因素對測量結果的干擾。每日需用標準樣品驗證系統(tǒng)穩(wěn)定性（≤3%），確保測量數(shù)據(jù)的可靠性。此外，積極探索新型測量技術，如采用基于脈沖X射線激發(fā)的時間相關單光子計數(shù)（TCSPc）系統(tǒng)，可大大縮減測試時間，提升時間分辨率，優(yōu)化實驗效率，為閃爍衰減時間測量帶來新的突破方向。五、發(fā)射光譜測量新視野：《GB/T13181-2024》如何拓展波長范圍與測量維度？（一）測量的波長范圍有何拓展？《GB/T13181-2024》將發(fā)射光譜測量的波長范圍進行了合理拓展，主要聚焦于300nm-900nm的發(fā)射光譜測量。相比以往，該標準對這一波長范圍的測量方法與要求進行了更詳細的規(guī)定，為該領域的研究與應用提供了更明確的指導。對于發(fā)射光波長在300nm以下發(fā)射光譜測量，由于對激發(fā)光和分析單色儀都有特殊的要求，雖不在本標準重點闡述范圍內(nèi)，但也提示了該領域的特殊性與進一步研究方向。（二）新的測量原理與方法有哪些改進？新的測量原理與方法在多方面有所改進。在測量裝置上，對各組件的性能與匹配性提出了更高要求，以確保測量的準確性。測量步驟更加細化與規(guī)范，從樣品準備、裝置調試到數(shù)據(jù)采集與處理，都有詳細的操作流程指導。例如，在樣品準備階段，對閃爍體的清潔、固定等操作都有明確規(guī)定，減少因操作不當導致的測量誤差，提升了測量結果的可靠性與可重復性。（三）拓展測量維度對研究與應用的意義拓展發(fā)射光譜測量維度意義重大。在研究方面，能幫助科研人員更全面地了解固體閃爍體的光學特性，為新型閃爍體材料的研發(fā)提供更豐富的數(shù)據(jù)支持，推動材料科學的發(fā)展。在應用領域，例如在醫(yī)療成像中，更精準的發(fā)射光譜測量可優(yōu)化成像效果，提高疾病診斷的準確性；在環(huán)境監(jiān)測中，有助于更準確地識別放射性物質，保障環(huán)境安全，促進相關領域技術的升級與創(chuàng)新。六、固有脈沖幅度分辨率測量：測量原理與裝置的深度剖析，如何確保數(shù)據(jù)可靠性？（一）測量原理的深度解析固有脈沖幅度分辨率測量原理基于閃爍探測器輸出脈沖幅度的分布特性。當單能輻射射入閃爍探測器，其輸出脈沖幅度并非單一值，而是存在一定分布。固有脈沖幅度分辨率反映了探測器對不同能量輻射的分辨能力，通過分析脈沖幅度譜中全吸收峰或康普頓分布邊緣的半高寬等參數(shù)，來確定固有脈沖幅度分辨率。該原理的準確應用，對于評估固體閃爍體在不同能量輻射下的性能表現(xiàn)至關重要。（二）測量裝置的關鍵組件與性能要求測量裝置主要包括PMT及高壓分壓器、匹配級、光屏蔽外殼、低壓電源、高壓電源、主放大器、多道脈沖幅度分析器、輻射源等組件。其中，PMT的性能對測量結果影響顯著，要求其陽極靈敏度不均勻性（按待測閃爍體最大直徑所對應的面積考慮）不超過20%。測量系統(tǒng)的非線性應不大于3%，不穩(wěn)定性應不大于3%，以保障測量裝置能夠準確、穩(wěn)定地獲取數(shù)據(jù)。（三）保障數(shù)據(jù)可靠性的操作與質量控制要點在操作過程中，測量前閃爍體應蔽光存放，蔽光時間依其自身性能確定。測量時，對每個測量的物理量，宜重復測量3次，取平均值以減小誤差。測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性檢測需每工作不超過7h進行一次，若不穩(wěn)定性超出要求，前一次檢測及之后的測量數(shù)據(jù)應遺棄。對測得的脈沖幅度譜，可根據(jù)需要進行擬合、平滑處理，確定相關測量值時，必要時采取插值法，從操作與質量控制層面確保數(shù)據(jù)的可靠性。七、溫度效應測量新視角：《GB/T13181-2024》對固體閃爍體應用的深遠影響（一）溫度效應測量的重要性為何凸顯？隨著固體閃爍體在越來越多復雜環(huán)境下的應用，如在高溫工業(yè)場景、極地低溫科研探測等，溫度對其性能的影響不容忽視。溫度效應測量能夠揭示固體閃爍體的基本性能，如相對能量轉換效率、光輸出或相對光輸出、有幅度分辨率、閃爍衰減時間、發(fā)射光譜等，隨溫度的變化規(guī)律。準確掌握這些變化，對于優(yōu)化固體閃爍體在不同溫度環(huán)境下的應用具有關鍵意義。（二）《GB/T13181-2024》中的測量方法與指標《GB/T13181-2024》詳細規(guī)定了溫度效應的測量方法。通過在不同溫度條件下，對固體閃爍體各項性能參數(shù)進行測量，記錄并分析數(shù)據(jù)變化。測量指標涵蓋了上述提及的多項基本性能，形成了一套完整的溫度效應評估體系。例如，在特定溫度區(qū)間內(nèi)，每隔一定溫度間隔測量相對光輸出的變化，以此繪制溫度-相對光輸出曲線，直觀展示溫度對該性能的影響。（三）對不同應用場景的指導意義在醫(yī)療領域，一些移動式醫(yī)療檢測設備可能會在不同溫度環(huán)境下使用，了解溫度效應對固體閃爍體性能的影響，可保障設備在各種環(huán)境下的檢測精度，確保診斷結果的準確性。在能源勘探領域，在不同地質溫度條件下，固體閃爍體用于探測放射性物質時，依據(jù)溫度效應測量結果，可對測量數(shù)據(jù)進行溫度修正，提高勘探的可靠性，為不同應用場景下固體閃爍體的穩(wěn)定、高效應用提供有力指導。八、輻照硬度與自身放射性水平測量：新增指標如何保障固體閃爍體的安全與長效應用？（一）輻照硬度測量的意義與方法輻照硬度測量對于評估固體閃爍體在輻射環(huán)境下的性能穩(wěn)定性至關重要。在一些高能輻射環(huán)境中，如核反應堆監(jiān)測、高能粒子加速器實驗等場景，固體閃爍體需要長時間穩(wěn)定工作。通過測量輻照硬度，可了解其在受到一定劑量輻射后，性能參數(shù)如相對光輸出、固有脈沖幅度分辨率等的變化情況?！禛B/T13181-2024》規(guī)定了相應的測量方法，通過模擬實際輻射環(huán)境，對固體閃爍體進行輻照，然后檢測各項性能指標的變化，以此評估其輻照硬度。（二）自身放射性水平測量的必要性與流程自身放射性水平測量是確保固體閃爍體安全應用的關鍵環(huán)節(jié)。若固體閃爍體自身放射性水平過高，可能會對周圍環(huán)境及使用者造成潛在危害。該標準明確了自身放射性水平的測量流程，包括樣品制備、測量儀器的選擇與校準、測量環(huán)境的控制等。通過精確測量自身放射性水平，可篩選出符合安全標準的固體閃爍體，保障其在醫(yī)療、科研、工業(yè)等領域的安全使用。（三）對保障固體閃爍體安全與長效應用的作用輻照硬度與自身放射性水平測量，從性能穩(wěn)定性與安全性兩方面，為固體閃爍體的安全與長效應用提供保障。了解輻照硬度，可在設計與使用固體閃爍體時，合理規(guī)劃其工作環(huán)境與使用壽命，避免因輻射損傷導致性能下降。嚴格控制自身放射性水平，可杜絕潛在的安全隱患，確保人員與環(huán)境安全，促進固體閃爍體在各領域的可持續(xù)應用。九、閃爍體陣列性能測試：不均勻性與光串擾測量，怎樣助力新型探測器的發(fā)展？（一）閃爍體陣列不均勻性測量要點閃爍體陣列的不均勻性指同一個閃爍體陣列上各閃爍體單元之間特性的離散程度，本標準中特指相對光輸出的離散程度。測量時，需對閃爍體陣列中的每個單元進行相對光輸出測量，通過統(tǒng)計分析這些數(shù)據(jù)，得出不均勻性指標。例如，計算各單元相對光輸出的標準差與平均值的比值，以此量化不均勻性。準確測量不均勻性，有助于評估閃爍體陣列的一致性，為優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高產(chǎn)品質量提供依據(jù)。（二）光串擾測量原理與方法光串擾是指閃爍體陣列的某一閃爍體單元產(chǎn)生的閃爍光傳輸?shù)较噜忛W爍體單元引起的不期望的信號輸出。測量光串擾時，通過激發(fā)某一