关于辐射发光介绍

[拼音]：fushe faguang

[外文]：radioluminescence

α、β、γ及X射线激发物体引起的发光。 α射线是带正电（氦核）的粒子流，而β射线是电子流，都是带电粒子，不过，它们比一般带电粒子，例如阴极射线，能量大得多。γ射线和 X射线是电磁辐射，都是光子流，不过，比可见光、紫外线的光子能量大得多。因此相对地说，辐射发光又可称为高能粒子发光。物体的辐射发光谱与其他方式激发的发光谱基本相同，但从激发过程来看，它们之间有很大的差别。

高能带电粒子入射发光体后，同发光体中的原子(或分子)碰撞，引起原子的激发或电离，从原子电离出来的电子，具有很大的动能，可以继续引起其他原子的激发或电离，因而产生大量次级电子。高能光子流入射发光体时，可能发生光电效应、康普顿效应及形成电子-正电子对（X 射线主要产生光电子）；这些效应也都能产生大量次级电子。以上两种激发情况都有共同的特征：在粒子（光子）通过的路程上有大量的原子被激发或电离，并且产生大量的次级电子，因此这种激发具有密度高和空间不均匀性的特点，它们只发生在粒子（光子）经过的轨迹附近，形成所谓的激发带；典型的例子，对于ZnS材料，α粒子(能量约5MeV)引起的激发带直径只有10-5cm，β粒子(约为1MeV)引起的带直径只有1.8×10-5cm，而X射线（约35keV）引起的带则较大，为9×10-5cm。辐射激发的这些特点使得其发光量子效率大大超过1；例如对于X射线， 高达1000以上的量子效率并不难获得。这些都是有别于普通激发和发光的特点。

但是发光材料受到射线辐照的性状还是比较复杂的。一般地说，长期受到粒子轰击，会逐渐引起原子的位移、形成各种缺陷，因而使无辐射中心数逐渐增加，发光性能逐渐衰退。与此相反，一些材料在射线粒子轰击下却观察到发光增长现象，例如ZnS在α粒子轰击下蓝发射带反而增强。总之辐照下物体的性状是比较复杂的，有待深入研究。

辐射发光可有许多重要应用。其中最重要的有：

（1）闪烁计数器、闪烁探测器。用来进行射线强度、能谱及剂量的测量。

（2）X 射线医疗及工业无损探测用的直接观察屏，以及使乳胶感光的增感屏。直接观察屏要求发光谱与人眼光谱响应匹配，一般谱峰在520～560nm之间。增感屏则要求感光乳胶对X 射线的吸收很少，而屏中的辐射发光材料吸收X 射线发出的光，能使乳胶感光，因此，发出的光应与乳胶的光谱响应相匹配。

（3）永久性发光材料。在发光材料(例如ZnS)中加入少量的放射性同位素，可以不需其他外加能源就能长时间地发光。有些同位素半衰期很长，所以称这种材料为永久性的发光材料。它可以用来作为一种弱照明的不熄光源，例如涂覆在仪表上，可在夜间或暗处观察。实际上，为了减低放射线对人体的伤害，现在常采用半衰期较短、毒害较低的人工同位素，例如氚(3H)半衰期12.33年，钷(147PM)半衰期2.65年，发光材料则用ZnS等。