[发明专利]一种碲有机络合物、其制备方法及包含该络合物的掺碲液体闪烁体

说明书

本发明提供了一种碲有机络合物、其制备方法及包含该络合物的掺碲液体闪烁体，该碲有机络合物通过络合反应制得，所述络合反应的原料包括碲酸和有机配体，所述有机配体的结构式为：R₃CH(OH)‑CR₁(OH)R₂；其中，R₁、R₂、R₃各自独立地选自氢，C₁～C₁₀的烃基、取代烃基，所述取代烃基中的取代基选自羟基、氰基。本发明一实施方式的掺碲液体闪烁体，具有良好的光学性能，可用于中微子高灵敏探测。

技术领域

本发明涉及液体闪烁体，具体为一种用于中微子的高灵敏探测的掺碲液体闪烁体。

背景技术

液体闪烁体简称液闪，一般由闪烁溶剂、闪烁体(即发光物质)组成。液闪技术是应用最广泛的核辐射探测技术之一。其基本原理是：入射粒子进入液闪，能量大部分被溶剂吸收。溶剂分子从激发态回到基态时释放出的能量传递给闪烁体，后者在退激过程中会发出荧光(闪烁光)，可以被光电倍增管捕获并记录下来；该过程中闪光强度与损失在闪烁体中的能量成函数关系。

液闪因具有造价低廉、易大规模制备、可在线纯化等诸多优点，常被用于大型探测器中作为探测介质和源。为达到某些特定实验目的，液闪中还须掺入特定元素/核素，如钾、钆、钕、碲、硼等。但这些元素的常见化合物在闪烁溶剂中的溶解度通常都很小。因此，如何将特定元素/核素稳定、定量地掺入液闪中，且不对液闪固有光学性能产生大的影响，就成为一类国际性难题。

掺碲液闪目前主要用于无中微子双贝塔衰变研究。中微子目前是高能物理研究的热点和前沿，而无中微子双β衰变实验是其中一类极为重要的中微子实验。目前全球有十多个实验正对此展开研究，竞争非常激烈。其中，SNO+实验和KamLAND-Zen实验的探测器，就使用掺入无中微子双贝塔衰变核素的液体闪烁体作为靶物质。

理论上，任何能溶于液闪的双贝塔衰变核素都可以用于无中微子双贝塔衰变研究。目前测得具有双贝塔衰变的核素有11种，各有优缺点。其中碲-130的双贝塔衰变能大小居中，但天然丰度达到34.5％，远远超过其它双贝塔衰变核素，不需要预先进行同位素富集，在造价上有很大优势。掺碲液闪是无中微子双β衰变实验的关键核心技术之一，但其光学性能和稳定性亟待研究，属于世界性难题。

现有技术中，对掺碲液闪制备方法研究的前期报道集中在采用表面活性剂方法，将碲酸水溶液直接掺入有机液体闪烁体中。但该表面活性剂方法由于具有光学性能差、放射性纯化困难等缺点最终被放弃。目前其研究主要是以合成碲有机络合物的方法来制备。例如，首先将固体碲酸溶于水形成碲酸水溶液，再与配体混合，加热合成。合成完毕还需小心蒸馏，去除多余的水分，然后用于配制掺碲液闪。

但上述掺碲液闪制备方法存在两个缺点，一是所采用的反应属于可逆反应，产物之一又是水，故采用碲酸水溶液为起始物，并不利于合成的进行；二是反应产物对水敏感，合成完毕需仔细蒸馏除水，但最终掺碲液闪还是会部分出现结晶析出现象，影响长期稳定性。

发明内容

本发明的一个主要目的在提供一种碲有机络合物，通过络合反应制得，所述络合反应的原料包括碲酸和有机配体反应制得，所述有机配体的结构式为：

R₃CH(OH)-CR₁(OH)R₂

其中，R₁、R₂、R₃各自独立地选自氢，C₁～C₁₀的烃基、取代烃基，所述取代烃基中的取代基选自羟基、氰基。

本发明一实施方式提供了一种上述碲有机络合物的制备方法，包括将所述碲酸和所述有机配体在共沸除水的作用下进行反应，制得所述碲有机络合物。

本发明一实施方式进一步提供了一种掺碲液体闪烁体，包含上述的碲有机络合物。