[发明专利]含铀化合物作为闪烁体的应用

说明书

本发明公开了含铀化合物作为闪烁体的应用，含铀化合物为含铀有机无机杂化物或含铀无机物，含铀有机无机杂化物为含铀有机羧酸盐或含铀有机磷酸盐：含铀无机物为含铀非金属酸盐、含铀金属盐或含铀卤化物。本发明公开了含铀有机无机化合物或含铀无机物具有本征闪烁能力，为利用铀元素进行各类型化学组成与形态(有机无机、无机)的闪烁体开发提供了新理念。

技术领域

本发明涉及闪烁体技术领域，尤其涉及一种含铀化合物作为闪烁体的应用。

背景技术

辐射闪烁性能是指材料吸收高能粒子(α、β粒子)或射线(X、γ)后发射可见光的过程，具备这种性质的材料通常被称为“闪烁体”，由于其能够对辐射进行“可视化”过程(射线-可见光-光电转换-成像)，因此此类材料在高能物理和核物理实验、空间和天体物理、医学成像、环境监测、安全检查、核不扩散检测、工业无损检测、石油测井和地质勘探等领域均具有广泛应用。

目前大规模使用的闪烁体为无机闪烁体。早期无机闪烁体包含ZnS，NaI，CsI等晶体，此类纯无机盐晶体发光效率较低，在无机盐晶体中加入少量激活剂如Tl⁺离子等能进一步提高发光效率，目前已发展的高荧光强度的闪烁体有NaI:Tl、CsI:Tl等，但此类离子型材料较易吸湿，在实际制作产品过程需额外的处理方式。此外，以掺杂发光体Ce³⁺离子为主的镧系硅酸盐具有高的稳定性、较大的光输出，也被广泛应用，但此类材料单晶生长技术仍不够成熟，例如Y₂Si₂O₇:Ce不一致融化，生长大尺寸单晶仍是难题。另外一类非常重要的闪烁体为锗酸铋晶体(Bi₄Ge₃O₁₂，BGO)，其密度约为7g/cm³，使得此类晶体具有较高的射线吸收能力，目前广泛应用于高能物理、核医学成像等装置。但合成前体GeO₂价格较为昂贵，寻找廉价、高性能闪烁体仍是闪烁体发展的重要内容。

一般来说辐射探测材料应具备以下几点：(1)高光输出；(2)快速响应时间；(3)良好的辐射和湿度稳定性；(4)较好的能量分辨率等性能；(5)强的射线阻止能力。虽然各类闪烁体已经被广泛使用，但是每种闪烁体在实际应用过程中仅限于特定需求，因此，闪烁体材料开发很大程度上以应用为导向。当前闪烁体材料开发以重元素组成的晶格基质(硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐等)掺杂发光元素Ce³⁺、Eu²⁺等为主，力求获得较好的材料性能；另外一方面，闪烁体材料发展也着力生长LaBr₃:Ce³⁺、PbWO₄、Bi₄Ge₃O₁₂(BGO)等高质量晶体。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种含铀化合物作为闪烁体的应用，本发明公开了含铀有机无机化合物或含铀无机物具有本征闪烁能力，作为射线闪烁体，提高了闪烁体的性能，为利用铀元素进行各类型化学组成与形态(有机无机、无机)的闪烁体开发提供了新理念。

本发明公开了含铀化合物作为闪烁体的应用，含铀化合物为含铀有机无机杂化物或含铀无机物，含铀有机无机杂化物为式(Ⅰ)的含铀有机羧酸盐或式(Ⅱ)的含铀有机磷酸盐：

含铀无机物为式(Ⅲ)的含铀非金属酸盐、式(Ⅳ)的含铀金属盐或式(Ⅴ)的含铀卤化物：

其中，

式(Ⅰ)中的R¹选自苯基、取代苯基或烷基；优选地，烷基为C¹-C⁸烷基；n＝1或2；

式(Ⅱ)中的R²选自苯基、取代苯基或烷基；优选地，烷基为C¹-C⁸烷基；n＝1或2；