近日，beat365英国官网网站核物理實驗團隊在《Nuclear Science and Techniques》上發表題目為“Intrinsic background radiation of LaBr₃(Ce) detector via coincidence measurements and simulations”的論文，該論文被期刊選為封面文章。博士生程浩為第一作者，孫保華教授和竺禮華教授為通訊作者。

LaBr₃(Ce)探測器是一種新型的無機閃爍體探測器，具有很好的γ-射線響應，良好的能量、時間分辨以及良好的溫度響應等特性，在放射性核束物理、環境監測、石油測井、醫學成像等方面具有潛在的應用前景，得到了廣泛的關注。然而，在應用LaBr₃(Ce)的實驗中，需要考慮晶體本身的天然放射性對能譜測量造成幹擾。這些放射性主要有兩個來源。一個是镧-138（La-138），天然镧元素中約千分之一為镧-138，具有放射性，半衰期是1.02×10¹¹年。La-138分别通過軌道電子俘獲衰變至Ce-138的激發态，或β^-衰變至Ba-138的激發态，并進而級聯發射1435.7 keV和788.7keV的γ射線。另一個放射性來源是La的同族元素Ac及其衰變鍊子核，涉及衰變鍊中多條α、β和γ射線。因此，對LaBr₃(Ce)的輻射本底進行鑒别、定量評估具有重要價值。

本文通過實驗與模拟相結合，定量分析了聖戈班公司的B380LaBr₃(Ce)探測器的輻射本底，得到了镧-138、铋-211，氡-219,鐳-223,钍-227等核素的活度，發現锕系衰變鍊中的核素已建立了長期平衡關系。事實上，锕-227的半衰期（21.772年）遠長于其子核（21.8分至18.68天），在晶體生長半年之後，锕-227衰變鍊中各核素的活度就已達到平衡。

本工作得到了國家重點研發計劃、國家自然基金委大科學裝置聯合基金和優青等項目的支持。

論文鍊接: https://link.springer.com/article/10.1007/s41365-020-00812-8