[发明专利]闪烁装置以及用于生产陶瓷闪烁体本体的方法

说明书

技术领域

本披露是针对闪烁装置、特别是用于工业应用的闪烁装置，并且涉及陶瓷闪烁体本体。

背景技术

闪烁装置被用于多种工业应用中。例如，闪烁装置被用于油和天然气行业中的测井并且用于医学领域的成像扫描。典型地，闪烁装置包括由一种对探测伽马射线、x射线、紫外辐射或其他辐射有效的材料所生产的闪烁体本体，如一种闪烁体晶体。这些闪烁体本体可以吸收x射线或其他辐射并且发射光。所发射的光有时可以被记录在胶片上。一般，这些闪烁体本体被包裹在壳体或套管中，这些壳体或套管包括一个窗口以允许辐射诱发的闪烁光从该晶体包装中传送出去。该光传到一个光传感装置，如一个光电倍增管、光电二极管或另一个将从该闪烁体本体发射出的光转化为电脉冲的光敏元件。在其他应用中，可以在用于医学成像设备的成像阵列中使用多个闪烁体本体。

附图说明

通过参见附图可以更好地理解本披露，并且使其许多特征和优点对于本领域的普通技术人员变得清楚。

图1是一种辐射探测器装置的一个具体实施方案的图示；

图2是一个框图，展示了x射线计算机断层扫描设备的一个具体实施方案；

图3是一个流程图，展示了一种生产陶瓷闪烁体本体的方法的一个具体实施方案；并且

图4是一个流程图，展示了一种生产陶瓷闪烁体本体的方法的第二个具体实施方案。

在不同的图中使用相同的参考符号表示相似的或相同的事项。

具体实施方式

本申请的大量创新性的传授内容将具体地参考示例性实施方案进行说明。然而，应该理解的是，这一类别的实施方案仅提供了此处这些创新性传授内容的许多有利用途的几个实例。概括地说，本申请的说明书中所作的叙述并不必然地限制所要求的物品、系统或方法中的任何一种。此外，一些叙述内容可能适用于某些创造性特征但不适用于其他。

对测井和医学成像的要求从在苛刻和快速的条件下很精确的闪烁装置中获益。根据预期的应用，可以使用不同类别的闪烁材料来生产闪烁体本体。例如，在医学成像应用如正电子发射断层扫描术(PET)中经常使用单晶氧正硅酸盐，如氧正硅酸镥钇(LYSO)。典型地，这些材料的特征为相对较高的阻止本领以及快的衰减时间。但是，通常LYSO的特征为低的光输出，并且在PET扫描应用中的性能可能遭受镥的β-衰减产生的电子发射影响。

另一类别的闪烁材料包括陶瓷的稀土次硫酸盐，如氧硫化钆(GOS)。与这些单晶材料如LYSO相比，陶瓷材料如GOS可能较不昂贵。但是，陶瓷的稀土次硫酸盐的六方结构通常造成“双折射”或在晶粒间界处的光散射。其结果是，与许多单晶材料相比，此类材料是较不透明的并且展现了较小的光输出或亮度。因此，可能由陶瓷的稀土次硫酸盐与某些活化剂之间的相容性造成的闪烁体效率及亮度方面的改进典型地被由其六方结构产生的降低的透明度所减少。

又一类别的闪烁材料包括陶瓷的稀土氧化物，如镥或钇的氧化物、或钆镥氧化物或钆钇氧化物。立方晶格结构给予这些材料高的透明度，这增大了它们的光输出。虽然如此，大多数陶瓷的稀土氧化物中的原子距离比陶瓷的稀土次硫酸盐要短，例如，这造成了某些快速活化剂(如铈)的非辐射性弛豫。非辐射性弛豫降低了闪烁体效率，因为该活化剂衰减而不发射可见光。因此，立方的陶瓷稀土氧化物的较短的原子距离趋向于减小闪烁体效率以及亮度，这可能是由此类材料的透明性造成的。

图1示出了一种辐射探测器装置100的一个具体实施方案。该辐射探测器装置100包括一个光敏元件101、一个光管103以及一个闪烁装置105。虽然光敏元件101、光管103和闪烁装置105是彼此分开地展示的，但应理解的是，光敏元件101和闪烁装置105被适配为通过光管103彼此连接。

在一个实施方案中，光敏元件101包括一个能够进行光谱探测和解析的装置。例如，光敏元件101可以包括一个常规的光电倍增管(PMT)、一个混杂的光检测器、或一个光电二极管。光敏元件101被适配为接收该闪烁装置105在吸收x射线或其他辐射之后所发射出的光子，并且光敏元件101被适配为由它所接收的光子来产生电脉冲或成像信号。

电子设备130可以包括一个或多个电子装置，如一个放大器、预放大器、鉴别器、模拟至数字信号转换器、光子计数器、另一个电子装置、或它们的任何组合。光敏元件101可以被容纳在一个管或壳体中，该管或壳体由一种能够保护与光敏元件101相关联的电子设备的材料制成，例如一种金属、金属合金、其他材料、或它们的任何组合。