[发明专利]辐射探测用的卤化物闪烁体

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2010年5月10日提交的美国临时申请序列号61/332,934的权益。本申请也涉及共同受让的与本申请同日提交的名为“辐射探测用的氯化物闪烁体(CHLORIDE SCINTILLATOR FOR RADIATION DETECTION)”的非临时美国专利申请，并要求于2010年5月10日提交的美国临时申请序列号61/332,972和与本申请同日提交的名为“辐射探测用的碘化物闪烁体(IODIDE SCINTILLATOR FOR RADIATION DETECTION)”的非临时美国专利申请的权益，并要求于2010年5月10日提交的美国临时申请序列号61/332,945的权益。所有申请在此引入作为参考。

技术领域

本公开内容涉及用于在安全成像、医学成像、颗粒物理学以及其它应用中探测电离辐射的闪烁体材料，所述电离辐射例如是X-射线、γ-射线和热中子辐射。本公开内容特别涉及卤化物闪烁体材料。某些方案也涉及这些闪烁体材料的具体组合物、其制备方法以及利用这些闪烁体材料作为组分的设备。

背景技术

闪烁体材料(其对冲击辐射(impinging radiation)如X-射线、γ-射线和热中子辐射产生响应发出光脉冲)用于探测器中，这些探测器在医学成像、颗粒物理学、地质勘探、安全和其它相关领域有广泛的应用。关于选择闪烁体材料的考虑一般包括但不限于亮度(luminosity)、衰减时间和发射波长。

虽然已经制备了许多种闪烁体材料，但仍一直需要更优的闪烁体材料。

发明内容

本公开内容通常涉及卤化物闪烁体材料和制备这些闪烁体材料的方法。在一个方案中，卤化物闪烁体材料是单晶的且具有式A₃MBr_6(1-x)Cl_6x的组成，0≤x≤1，其中A基本由Li、Na、K、Rb、Cs或其任意组合组成，和M基本由Ce、Sc、Y、La、Lu、Gd、Pr、Tb、Yb、Nd或其任意组合组成。在另一方案中，卤化物闪烁体材料是单晶的且具有式AM₂Br_7(1-x)Cl_7x的组成，0≤x≤1，其中A基本由Li、Na、K、Rb、Cs或其任意组合组成，和M基本由Ce、Sc、Y、La、Lu、Gd、Pr、Tb、Yb、Nd或其任意组合组成。这些闪烁体材料的特殊实例包括单晶Cs₃CeBr_6(1-x)Cl_6x和CsCe₂Br_7(1-x)Cl_7x。更特别的例子包括各式的断点成员：Cs₃CeBr₆和CsCe₂Br₇，即，x＝0；和Cs₃CeCl₆和CsCe₂Cl₇，即，x＝1。

本公开内容的另一方面涉及制备上述组成的卤化物闪烁体材料的方法。在一个实例中，混和高纯度起始卤化物(如CsBr、CeBr₃、CsCl和CeCl₃)，并将其熔化以合成具有所需闪烁体材料组成的化合物。单晶闪烁体材料通过Bridgman方法从所合成的化合物生长，其中将包含所合成的化合物的密封安瓿以受控的速度从热区域至冷区域输送通过受控的温度梯度，从而由熔融的合成化合物形成单晶闪烁体。

附图说明

图1示出了根据本发明一方面制备的单晶Cs₃CeCl₆。

图2示出了(a)Cs₃CeCl₆，(b)CsCe₂Cl₇，(c)Cs₃CeBr₆和(d)CsCe₂Br₇单晶的辐射发光光谱；X-射线源：钨，35kV，0.1mA。