[发明专利]无水封装的闪烁晶体组合体、封装方法及探测器

说明书

本申请公开了一种无水封装的闪烁晶体组合体，包括闪烁晶体、外壳和窗口片，所述窗口片与所述外壳封装连接并将所述闪烁晶体封闭在所述外壳的内部。本申请还公开了上述无水封装的闪烁晶体组合体的无水封装方法，它包括用于封装溴化镧闪烁体的外壳，端盖，窗口片，溴化镧晶体，晶体内衬；采用热蒸发技术处理外壳与端盖；采用聚四氟乙烯材料制成晶体内衬，其形状为一端封闭的圆筒形，其内部刚好容纳溴化镧闪烁体；采用无水真空冷压技术封接端盖与窗口片。本发明采用的封装技术可以实现将溴化镧晶体隔绝水汽，解决溴化镧晶体吸收水汽易潮解的问题。

技术领域

本申请涉及一种易潮解光学晶体的封装方法，属于晶体相关领域。

背景技术

闪烁晶体探测器是利用电离辐射在某些物质中产生的闪光来进行探测的闪烁探测器具了探测效率高，分辨短等特点，被广泛应用于核医学、安全检查、高能物理和宇宙射线探测的研究中。闪烁晶体探测器通常利用能够有效阻挡和吸收电磁波辐射并与电磁波辐射产生发光作用的闪烁晶体作为探测材料。闪烁晶体探测器模块是由一些相同大小的单根晶体阵列构成的，每根晶体之间夹有反射膜以实现分光效果，用于识别每根晶体的位置。

当高能射线入射到闪烁晶体内，根据射线能量，晶体有效原子系数和密度的不同，与晶体发生不同比例的光电效应、康普顿散射效应及电子对效应，将能量沉积在闪烁晶体中，被激发的闪烁晶体退激发出闪烁光。利用光电探测器如PMT(Photomu1tip1ier Tube，光电倍增管)将位于可见光区或紫外光区的闪烁光经过光电转换和倍增，形成脉冲信号。脉冲信号强度反映了高能射线的能量；脉冲信号发生的时间反映了高能射线的入射时间；脉冲信号在多个光电信增管中的强度分配反映了高能射线的入射位置等。当高速度运动的电子流轰击某些固体物质时，被轰物体能产生肉眼不可见的X光，X光的穿透本领很大，无论是人体的组织，还是几厘米厚的钢板，它们都能畅通无阻，因此可用来进行医疗诊断、工业探伤和物质分析等，这些能在X光照射下激发出荧光来的材料叫做闪烁材料，当然闪烁材料除了在X光照射下会发出荧光外，其他像放射性同位素蜕变产生的高能射线如α射线、β射线照射它时也会发出荧光来，人们利用闪烁材料的这种特性做成了测量各种射线的探测器，即当高能射线照射到探测器上后，闪烁材料便发出荧光，射线愈强，发出的荧光愈强，这荧光被光电转换系统接收并转变成电信号，经过电子线路处理后，便能在指示器上指示出来，因此人们将这种探测器比喻为看得见X光和其他高能射线的眼睛。

X射线探测器在工业及医疗行业中被广泛应用，而闪烁体作为X射线探测器中必不可少的部件，一些性能优异的闪烁体，无论是以前的NaI、CsI等晶体，还是近年来新兴的La(镧)系组成的晶体中由于本身亦潮解等问题，如稀土卤系组成的闪烁体，这类晶体对水气比较敏感，非常容易潮解，且潮解后对闪烁晶体的性能大大下降甚至失去原有的功效。因此如何封装成为很重要的问题。这些问题正成为诸多研究人员的研究课题。

目前较为常用的是溴化镧闪烁体，该种闪烁体具有高亮度、高分辨率等优点。掺铈的溴化镧单晶(LaBr3:Ce3+)更是性能优异的闪烁体材料，具有比碘化钠、掺铈氯化镧等更为优异的闪烁性能。但由于溴化镧是吸湿性材料，暴露在空气中会由于吸收水分而潮解，从而会降低其闪烁体的特性，这将会导致图像分辨率大为降低。因此，如何对溴化镧闪烁体进行有效封装，以使其不受潮气的影响，显得尤为重要。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种无水封装的闪烁晶体组合体，该无水封装的闪烁晶体组合体采用了工艺简单的无水封装，是避免吸湿性或潮解性材料因暴露在空气中潮解而导致光学特性下降的低成本、高效率解决方案。

所述无水封装的闪烁晶体组合体，所述无水封装的闪烁晶体组合体包括闪烁晶体、外壳和窗口片，所述窗口片与所述外壳封装连接并将所述闪烁晶体封闭在所述外壳的内部。

优选地，所述窗口片与所述外壳接触的部分含有金元素和/或锡元素。

进一步优选地，所述窗口片与所述外壳接触的部分各自分别具有厚度为1nm～50nm的金元素层。