[发明专利]一种化合物作为闪烁体材料的应用及其制备方法

说明书

本发明属于高性能闪烁体材料及高能射线探测领域，公开了一种化合物作为闪烁体材料的应用及其制备方法，该化合物满足化学通式AB₂X₃，其中，A代表一价碱金属阳离子，B代表一价过渡金属阳离子，X代表一价卤素阴离子。制备方法具体是以摩尔比满足1:2的AX和BX为原料，基于反溶剂析晶法、降温析晶法、熔盐混合法或提拉法制备得到化学通式满足AB₂X₃的化合物。本发明通过对化合物的组分进行调控，得到化学通式满足AB₂X₃的新型的闪烁体材料，该闪烁体材料具有无毒、稳定、制备方法简单、光产额高的特点。作为一种新型的闪烁体，本发明公开的材料在高能探测领域拥有巨大的潜力，展示出大规模工业化生产的应用前景。

技术领域

本发明属于高性能闪烁体材料及高能射线探测领域，更具体地，涉及一种化合物作为闪烁体材料的应用及其制备方法。

背景技术

闪烁体是一种吸收高能粒子的能量后能够释放光子的材料。对于固体闪烁体而言，主要包括有机闪烁体和无机闪烁体。相比于有机闪烁体，无机闪烁体拥有密度高、原子序数大、理化性质稳定等优势，目前已经广泛应用于医学成像、核物理、高能物理以及工业探测等领域中，成为检测高能射线最重要的部分之一。

目前市场上主流的闪烁体材料包括CsI/NaI:Tl、PbWO₄、Bi₄Ge₃O₁₂ (BGO)等。然而它们离理想的闪烁体仍然有一定的差距。就CsI/NaI:Tl材料而言，它们的光产额非常高，可达到50000光子/MeV，而且两者的价格都比较廉价，晶体制造过程非常简单。然而它们都含有剧毒的Tl元素，无论是对环境还是人体，都存在较大的隐患；此外这种材料存在稳定性较差，需要完全密闭封装；衰减寿命长(230ns)；机械强度低等问题，因此限制了其在探测器应用的进一步发展。对于PbWO₄材料，它的密度非常高(8.28 g/cm³)，衰减时间快(3～5ns)，并且具有目前已知的闪烁晶体中最短的辐射长度(0.9cm)，抗辐照性能非常优异。但是该材料的光产额非常低，仅有CsI/NaI:Tl的1％。对于Bi₄Ge₃O₁₂(BGO)晶体，它的高密度/原子序数、高能量转换效率、高稳定性、高机械强度以及简单的大尺寸晶体制备工艺使它成为氧化物闪烁体晶体中的明星材料。但是它的价格偏高，辐照抗性中等，晶体制造容易产生杂相。因此，开发无毒、价格低廉、光产额高、稳定性好、衰减寿命短的闪烁材料具有重大的研究意义。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种化合物作为闪烁体材料的应用及其制备方法，通过对化合物的组分进行调控，得到化学通式满足AB₂X₃的新型的闪烁体材料，其中A代表一价碱金属阳离子，B代表一价过渡金属阳离子，X代表一价卤素阴离子。该闪烁体材料具有无毒、稳定、制备方法简单、光产额高的特点。作为一种新型的闪烁体，本发明公开的材料在高能探测领域拥有巨大的潜力，展示出大规模工业化生产的应用前景。

为实现上述目的，本发明提供了一种化合物作为闪烁体材料的应用，其特征在于，该化合物满足化学通式AB₂X₃，其中，A代表一价碱金属阳离子，B代表一价过渡金属阳离子，X代表一价卤素阴离子。

作为本发明的进一步优选，所述A为Rb⁺、Cs⁺中的任意一种或两种的组合。

作为本发明的进一步优选，所述B为Cu⁺、Ag⁺中的任意一种。

作为本发明的进一步优选，所述X为Cl^-、Br^-、I^-中的任意一种或几种的组合。