基于液态三甲基铋电离探测器的电击穿现象抑制
仪器与探测器
2022-10-05 v1 医学物理
摘要
有机金属液体为电离探测器提供了良好的性质。三甲基铋（TMBi）已被提议作为一种兼具电荷与 Cherenkov 光子读出的探测器介质，用于正电子发射断层扫描。本工作中，我们展示了在不同电场及不同环境条件下对 TMBi 的处理研究，以寻找在室温下抑制 TMBi 中电击穿的适用配置。构建了一个带有两个电极、填充 TMBi 的简单玻璃池，并在不同运行条件下进行了测试。在室温下约 40 mbar 的 TMBi 蒸气压以及高达 20 kV/cm 的电场中，存在少量氧污染时，我们发现液体中形成了放电通道且电流稳步上升。进一步通过抽气降低压力导致 TMBi 沸腾并自发燃烧。消除氧污染后，相同条件下 TMBi 仅发生分解。在 1 bar 氩气气氛下运行装置时，我们未观察到高达 20 kV/cm 场强下的电势击穿。尽管如此，在存在少量氧污染时观察到 nA 量级的波动电流，但无分解或燃烧。我们从实验得出结论：室温下纯氩气 1 bar 气氛中的 TMBi 至少在高达 20 kV/cm 的电场强度下对电击穿保持稳定，推测是因为阻止了气态 TMBi 的形成。
引用
@article{arxiv.2206.13440,
title = {Suppression of electrical breakdown phenomena in liquid TriMethyl Bismuth based ionization detectors},
author = {Björn Gerke and Simon-Nis Peters and Nils Marquardt and Christian Huhmann and Volker Michael Hannen and Michael Holtkamp and Uwe Karst and Dominique Yvon and Viatcheslav Sharyy and Christian Weinheimer and Klaus Schäfers},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.13440},
year = {2022}
}
备注
14 page, 8 figures