近日，欧洲杯下单平台核物理实验团队在《Nuclear Science and Techniques》上发表题目为“Intrinsic background radiation of LaBr₃(Ce) detector via coincidence measurements and simulations”的论文，该论文被期刊选为封面文章。博士生程浩为第一作者，孙保华教授和竺礼华教授为通讯作者。

LaBr₃(Ce)探测器是一种新型的无机闪烁体探测器，具有很好的γ-射线响应，良好的能量、时间分辨以及良好的温度响应等特性，在放射性核束物理、环境监测、石油测井、医学成像等方面具有潜在的应用前景，得到了广泛的关注。然而，在应用LaBr₃(Ce)的实验中，需要考虑晶体本身的天然放射性对能谱测量造成干扰。这些放射性主要有两个来源。一个是镧-138（La-138），天然镧元素中约千分之一为镧-138，具有放射性，半衰期是1.02×10¹¹年。La-138分别通过轨道电子俘获衰变至Ce-138的激发态，或β^-衰变至Ba-138的激发态，并进而级联发射1435.7 keV和788.7keV的γ射线。另一个放射性来源是La的同族元素Ac及其衰变链子核，涉及衰变链中多条α、β和γ射线。因此，对LaBr₃(Ce)的辐射本底进行鉴别、定量评估具有重要价值。

本文通过实验与模拟相结合，定量分析了圣戈班公司的B380LaBr₃(Ce)探测器的辐射本底，得到了镧-138、铋-211，氡-219,镭-223,钍-227等核素的活度，发现锕系衰变链中的核素已建立了长期平衡关系。事实上，锕-227的半衰期（21.772年）远长于其子核（21.8分至18.68天），在晶体生长半年之后，锕-227衰变链中各核素的活度就已达到平衡。

本工作得到了国家重点研发计划、国家自然基金委大科学装置联合基金和优青等项目的支持。

论文链接: https://link.springer.com/article/10.1007/s41365-020-00812-8