[发明专利]闪烁体、相关检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明有关一种闪烁体、包含所述闪烁体的检测装置以及用所述检测装置检测能量的方法。

背景技术

单晶闪烁是一种非常简单但又非常灵敏的检测诸如x射线、伽马射线及携带超过千电子伏特(KeV)的高能量粒子之类的高能量辐射的方法。

比较常用的闪烁体材料包括铊激活的碘化钠(NaI(Tl))、锗酸铋(BGO)、掺铈正硅酸钆(GSO)，掺铈正硅酸镥(LSO)和掺铈正硅酸镥钇(LYSO)。

如焦硅酸镥之类的焦硅酸盐曾在P.Szupryczynski等人的一篇文章中披露，“掺铈焦硅酸镥闪烁体LPS及LYPS”，2005 IEEE Nuclear ScienceSymposium Conference Record，第1310页至第1313页。

美国专利第6437336号和第6818896号揭示一种具有焦硅酸镥结构且组成为LU_2(1-x)M_2xSi₂O₇的单斜单晶，其中LU从镥或含有Sc，Y，In，La，Gd中一种或一种以上的镥基合金中选取，M为铈或被镧系元素家族中一个或多个非镥元素部分取代的铈。

美国专利申请公开第2010/0127176号披露一种闪烁体组成，其包括硅酸镥或磷酸镥矩阵以及一定数量的铈、镨和钆。

掺铈焦硅酸钆(Gd₂Si₂O₇:Ce)单晶在Kawamura等人的“掺铈焦硅酸钆单晶的浮区法生长和闪烁特性”一文中披露，该文发表在2006 IEEE NuclearScience Symposium Conference Record，第1160页至第1163页。但是，直到现在没有，若有也是很少，关于在Gd₂Si₂O₇(GPS)中加入铈以外的元素来制成闪烁体材料的报道，可能部分由于Gd₂Si₂O₇(GPS)晶体本身的生长就比较难。

尽管现有的闪烁体材料确实有一些理想的闪烁特性，从而使他们适合某些应用，但是每种材料都有一个或多个限制他们应用扩大的缺陷。

例如，如正电子发射计算机断层显像(PET)之类的医疗成像要求晶体光输出高，能量分辨率低，并且衰减时间短。但是，目前可购得的闪烁体材料极少可以满足PET的全部要求。另外，产业界也希望能有更多的闪烁体材料被开发出来以增大材料选择的弹性。

因此，需要提供一种新的闪烁体、相关的检测装置及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的闪烁体、相关的检测装置及方法。

本发明涉及的闪烁体，其组成为(Gd_xLu_yM_1-x-y)₂Si₂O₇，其中M为Ce、Pr或其组合；其中0.32＜x＜1；0＜＝y＜＝0.63；0＜1-x-y＜0.05；其中y＝0时，M为Ce和Pr的组合。

本发明也涉及包含前述闪烁体的检测装置。

本发明还涉及应用前述检测装置检测能量的方法，其包括：由闪烁体接收辐射能量，并且用与闪烁体连接的光子检测器检测闪烁体发射的光子。

具体实施方式

在后续描述中，公知的功能或构造不予详述，以避免因为不必要的细节而使描述不清楚。

本发明中所提及的数值包括从低到高一个单元一个单元增加的所有数值，此处假设任何较低值与较高值之间间隔至少两个单元。举例来说，如果说了一个组分的数量或一个工艺参数的值，比如，温度，压力，时间等等，是从1到90，20到80较佳，30到70最佳，是想表达15到85，22到68，43到51，30到32等数值都已经明白的列举在此说明书中。对于小于1的数值，0.0001，0.001，0.01或者0.1被认为是比较适当的一个单元。前述只是想要表达的特别示例，所有在列举的最低到最高值之间的数值组合均被视为以类似方式清楚地列在本说明书中。

说明书和权利要求中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的修正的部分，而不会导致相关基本功能的改变。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。