[发明专利]作为闪烁体应用的一种晶体材料的制备方法

说明书

本申请公开了一种晶体材料作为闪烁体的应用，所述晶体材料满足化学通式Asubgt;2/subgt;BXsubgt;3/subgt;，其中，A为一价碱金属阳离子，B为一价过渡金属阳离子，X代表一价卤素阴离子。本申请提供的晶体材料具有无毒、稳定、制备方法简单、光产额高的特点，其作为一种新型的闪烁体，在高能粒子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

本申请涉及一种晶体材料作为闪烁体的应用，属于材料领域。

背景技术

闪烁体是一种吸收高能粒子（如X射线，γ射线和其他放射性粒子）的能量后能够释放脉冲光子的材料。闪烁体按其化学性质可分为两大类：无机晶体闪烁体和有机闪烁体。与有机闪烁体相比，无机晶体闪烁体具有密度高、原子序数大、物化性能和闪烁性能优良等优势，在目前实用的闪烁体材料中占重要地位，在核医学成像、安全检查、高能物理、核物理、工业勘测和中子探测等领域有着广泛的应用。

目前市场上主流的无机闪烁体材料包括CsI :Tl 、NaI :Tl、Bi₄Ge₃O₁₂ (BGO)、BaF₂等。然而它们离理想的闪烁体仍然有一定的差距。就NaI :Tl而言，它的原子序数大（I的Z=53），密度大（3.67 g/cm³），光产额高（可达到38000 p/MeV），制备过程简单且成本低廉。然而NaI :Tl易受辐射损伤，易潮解，需要在密封的金属盒中使用。CsI :Tl晶体原子序数大，不易潮解且机械强度大，易加工成薄片，但是目前原材料价格较昂贵。并且CsI :Tl 和NaI:Tl都含有剧毒的Tl元素，对环境和人体都存在较大的安全隐患。Bi₄Ge₃O₁₂ (BGO) 晶体原子序数大（Bi的Z=83）、密度大（7.13 g/cm³），易加工，热膨胀系数小，对X射线和γ射线的吸收系数大，是目前对γ射线探测效率最高的闪烁体，缺点是发光效率仅为NaI :Tl的8% ~14%。BaF₂晶体密度为4.89 g/cm³），发光衰减时间为0.6 ns，是目前最快的一种无极闪烁体。常用作低能X射线、γ射线和正电子探测。但是其发光效率低，光产额比NaI小一个量级。

因此，开发无毒、价格低廉、光产额高、物化性能好的闪烁材料具有重大的研究意义。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种晶体材料作为闪烁体的应用，该晶体材料自吸收弱，光产额高，可用作一种新型的闪烁体，在高能粒子探测领域拥有巨大的潜力。

所述晶体材料作为闪烁体的应用，其特征在于，所述晶体材料满足化学通式A₂BX₃，其中，A为一价碱金属阳离子，B为一价过渡金属阳离子，X代表一价卤素阴离子。

可选地，A为K⁺；B为Cu⁺；X选自Cl^-、Br^-中的一种或多种的组合。

可选地，所述晶体材料属于正交晶系，空间群为 Pnma（62），晶胞参数为 a=12.2~12.9 Å， b=4.0~4.4 Å， c=12.2~13.4 Å 。

可选地，所述晶体材料的密度为2.5~3.4g/cm³。