[发明专利]闪烁晶体单元片、阵列模块及探测器

说明书

本申请公开了一种闪烁晶体单元片、阵列模块及探测器。本申请的闪烁晶体单元片包括闪烁晶体和包裹体，所述包裹体具有至少一个凹型部，所述闪烁晶体位于所述凹型部内。本申请的闪烁晶体阵列由多个晶体单元按照预定设计预先排列成晶体单元片，再将所述晶体单元片排列成晶体阵列模块。所述晶体单元片由每个晶体单元排列并包裹在反射膜上，并通过环氧胶固化。然后再将所述晶体单元片按照预定的设计排列成阵列模块，并通过环氧胶固化。本发明的闪烁晶体探测器阵列模块的制作方法具有灵活性高，排列整齐，结构紧凑，易于生产的优点。

技术领域

本申请涉及一种闪烁晶体探测器阵列模块，属于闪烁晶体探测领域。

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。

目前，闪烁晶体探测器模块的一般是将多个晶体片与反射膜胶粘在一起形成方形模块，然后沿着垂直于晶体表面的方向将模块切成片，之后再将切成的晶体片片再次与反射膜粘在一起形成一个晶体阵列。在粘贴晶体片和反射膜时通常采用液态的光敏固化胶或者环氧胶，在胶水固化之前，模块内部晶体之间会由于相互挤压摩擦使得反射膜容易发生滑动从而造成偏移。这将会使得闪烁晶体探测器模块局部无法识别晶体的位置，导致残次品的出现。由于在制作过程中，闪烁晶体模块中的反射膜滑动问题无法通过肉眼发现，也无法借助观测仪器从外部进行观察，只能等待紫外胶水或者环氧胶胶水固化后采用实验手段进行测量，除此之外，没有其他更好的办法能够应对制作过程中的闪烁晶体阵列出现的反射膜滑动问题。而待胶水固化后才发现反射膜出现滑动偏移，这个时候已经无法再对闪烁晶体模块采取有效的补救措施。

此外，常规的技术还存在另一个问题，形成的方形模块在进行切割的过程中容易出现切割尺寸偏差。目前大多数晶体切割采用的多线切割机都存在着大长度切割尺寸会偏移的问题，而这种问题是由于机械原因产生，无法通过设计或者工装来克服。因此，采用常规技术产生的切割尺寸偏差问题将难以解决，而这样的偏差将导致切出的整片无法使用，产生大量的废弃片。这将使制作成本大幅度提高，最终影响阵列模块的制作成功率。因此需要采取一种全新的思路来解决闪烁晶体探测器模块在制作过程中出现的问题。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种闪烁晶体单元片，该闪烁晶体单元片由闪烁晶体排列在具有凹陷空间的包裹体中形成，避免了内部晶体之间会由于相互挤压摩擦使得反射膜容易发生滑动从而造成的偏移，从而得到闪烁晶体排列精度高且无滑动的闪烁晶体单元片，避免了残次品的产生。