[发明专利]闪烁体、相关检测装置和方法

说明书

背景技术

单晶闪烁不仅很简单，而且是检测高能辐射的非常灵敏的方法，如x射线、γ射线和能量超过数千电子伏特(KeV)的高能粒子。在上个世纪，为了有效的闪烁应用已提出了很多种晶体。

一些常用的闪烁体物质包括铊活化的碘化钠(NaI(Tl))、锗酸铋(BGO)、铈掺杂的原硅酸钆(GSO)、铈掺杂的原硅酸镥(LSO)和铈掺杂的原硅酸钇镥(LYSO)。虽然这些已知的闪烁体物质确实具有使它们适用于某些应用的一些合乎需要的闪烁性质，但这些物质每种都有一个或多个限制其用于各种应用的缺陷。

例如，医学成像(如正电子发射断层摄影术(PET))需要具有最高光输出、最窄能量分辨率和最快衰减时间的晶体。另外，PET也需要具有优良物理完整性和化学惰性的晶体。然而，很少的市售闪烁体物质能够为PET提供所有所需的性质。

有一些提高闪烁体性能的建议，包括例如将共掺杂剂加入LSO和LYSO，或处理(氧化/还原)LSO和LYSO。这些建议仍有提高的空间，因为它们通常在有害地影响光输出下才有效地减少衰减时间，没有稳定的单晶生长，并由于其组成的不等价形成缺陷。

因此，需要改良的闪烁体组合物，这种组合物能够有效和经济地制备，并显示促进辐射检测的性质，包括例如短衰减时间，同时保持可接受的光输出。

发明内容

根据本文所述的实施方案，本发明提供一种闪烁体，所述闪烁体包含式(Lu_1-x-y-zCe_xIn_yM¹_z)₂SiO₅的组合物，其中M¹为Y、Sc、Gd或其组合；0.00001＜x＜0.05；0.000001＜y＜0.1；并且0≤z＜0.999989。

根据本文所述的实施方案，本发明还提供包括上述闪烁体的晶体结构的检测装置。

根据本文所述的实施方案，本发明提供用上述检测装置检测能量的方法，所述方法包括通过闪烁体接收辐射；并用连接到闪烁体的光子检测器检测光子。

附图说明

图1显示由360nm发射的LSO:0.1％Ce(图1中的LSO-STD)粉末、LSO:0.1％Ce:0.1％In(图1中的LSO-CelIn1)粉末、LSO:0.1％Ce0.5％In(图1中的LSO-CelIn5)粉末的发射光谱。

具体实施方式

在以下说明中，未详细描述熟悉的功能或结构，以避免不必要的细节使本公开模糊。

本文所述的任何数值包括以1单位增量从较低值到较高值的所有值，其条件为在任何较低值和任何较高值之间隔开至少2个单位。例如，如果陈述组分的量或工艺变量(例如，温度、压力、时间等)的数值为例如1至90，优选20至80，更优选30至70，则在本说明书中旨在明确列举例如15至85、22至68、43至51、30至32等的数值。对于小于1的数值，则视情况将1个单位认为是0.0001、0.001、0.01或0.1。这些只是明确意指的实例，在所列举的最低值和最高值之间的数值的所有可能的组合均应认为是在本申请中以类似方式明确陈述。

根据本文所述的实施方案，本发明提供一种闪烁体，所述闪烁体包含式(Lu_1-x-y-zCe_xIn_yM¹_z)₂SiO₅的组合物，其中M¹为Y、Sc、Gd或其组合；0.00001＜x＜0.05；0.000001＜y＜0.1；并且0≤z＜0.999989。

掺杂剂的量通常影响物质的性能。例如，掺杂太多Ce的LSO会有自身光吸收，掺杂太少Ce的LSO将不产生可接受的光。

另一方面，本发明还提供包括上述闪烁体的晶体结构的检测装置。

根据本文所述的实施方案，本发明提供用上述检测装置检测能量的方法，所述方法包括通过闪烁体接收辐射；并用连接到闪烁体的光子检测器检测光子。

在一些实施方案中，0.0001＜x＜0.05。在一些实施方案中，0.000001＜y＜0.0002。