[發明專利]固態X輻射檢測器

無效

• 申請號: 200980150390.8
• 申請日: 2009-11-12
• 公開（公告）號: CN102246059A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: G·維厄
• 申請（專利權）人: 特里賽爾公司
• 主分類號: G01T1/20
• 分類號: G01T1/20
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡勝利

技術領域

本發明涉及一種固態X輻射檢測器，其包括與輻射轉換器相關的光敏傳感器。該類型檢測器的應用領域尤其涉及放射學：射線照相術、熒光學、乳房造影術，還涉及無損檢驗。

背景技術

例如，在法國專利FR?2?803?081中描述了這種輻射檢測器，其中由非晶硅光敏二極管形成的傳感器與輻射轉換器相關。

下面將簡單介紹這種輻射檢測器的操作與結構。

光敏傳感器通常由排列為矩陣的固態光敏元件制成。光敏元件由半導體材料、單晶硅、多晶硅或非晶硅制成，其中在CCD或CMOS傳感器的情況下則通常由單晶硅制成。光敏元件包括至少一個光敏二極管、至少一個光敏晶體管或至少一個光敏電阻。這些元件沉積在基底上，基底通常為玻璃板。

通常，這些元件對諸如X射線或伽馬射線的甚短波長輻射不敏感。這就是為何光敏傳感器與包括閃爍體物質層的輻射轉換器相關的原因。這種物質具有以下特性，當其被傳感器所敏感的射線激發時，會發出較長波長的發射射線，例如可見光或近可見光。輻射轉換器所發出的光照射傳感器的光敏元件，傳感器執行光敏轉換并傳送能被適合電路利用的電信號。在下文的描述中輻射轉換器將被稱為閃爍器。

由于具有優異的性能，因此堿金屬鹵化物族或稀土金屬硫氧化物族的某些閃爍體物質通常被使用。

分別基于是期望發射在400納米左右還是在550納米左右，堿金屬鹵化物、摻雜納或鉈的碘化銫以具有強的X射線吸收以及具有優異的熒光效應而著稱。其采取在支撐體上生長的細針形式。這些細針近似垂直于該支撐體且部分地限制發向傳感器的光。這些細針的細度確定檢測器的分辨率。由于相同的原因，還廣泛使用鑭硫氧化物和釓硫氧化物。

然而，這些閃爍體物質中的一些具有缺陷，即，不是十分穩定——當其暴露于水分中時會分解，且其分解釋放了轉移至傳感器或者從傳感器轉移出的化學物質，這些物質具有高腐蝕性。顯然，碘化銫和鑭硫氧化物具有上述缺陷。

至于碘化銫，其分解出氫氧化銫Cs⁺OH^-以及游離的碘I₂，游離的碘I₂可與碘離子結合以生成絡合物I₃^-。

至于鑭硫氧化物，其分解出硫化氫H₂S，硫化氫H₂S具有很強的化學腐蝕性。

水分很難被消除。環境空氣以及用于裝配檢測器的粘結劑通常都包含水分。粘結劑中存在的水分通常是由于環境空氣產生的，或者如果交聯作用源自于兩種化學物質的凝聚(這會經常出現)則粘結劑中存在的水分為該交聯作用的副產品。

當生產檢測器時，一種重要的方案是使最初存在于檢測器中并與閃爍器接觸的水分的量最小化，以及防止所述水分在傳感器的操作期間擴散至傳感器中。

輻射檢測器包括由閃爍體上游的X射線通過的入射窗口。而且，閃爍體物質通常沉積在金屬支持器上。然后支持器與閃爍體物質形成閃爍器。

支持器可以(但不是必須地)用作入射窗口。

當閃爍體物質因此沉積在入射窗口上以形成閃爍器時，閃爍器然后通過粘結在傳感器上而被固定，入射窗口必須經受沉積的熱應力和對閃爍器的處理而沒有損壞，并且優選地具有與閃爍器和傳感器幅度相同的熱膨脹系數，特別優選地，具有與傳感器基質幅度相同的熱膨脹系數。因此可為入射窗口提供低的楊氏模數(Young’s?modulus)，從而防止入射窗口與閃爍器之間的不同應力，一方面，可防止入射窗口與傳感器之間的不同應力，另一方面或更優選地可防止入射窗口與傳感器的基底之間的不同應力。因此，降低了閃爍器碎裂和傳感器的基底破碎的風險。

入射窗口的表面光潔度還必須允許(特別是對于碘化銫)最精細可能針的生長盡可能均勻。針的細度是檢測器分辨率的品質因數。

現有的支持器是由鋁制成的。鋁具有對于被檢測射線優異的透射度，其光學性質很好。鋁在處理之后可以獲得足以使閃爍器沉積在其上的表面光潔度。然而，鋁的膨脹系數與傳感器的膨脹系數相差很大。為了防止在熱循環期間兩個元件之間的接口處的顯著的機械應力，需要使用能夠承受與熱循環相關的變形而沒有損壞的柔性密封。密封需為柔性的以承受熱循環期間閃爍器的支持器與傳感器之間的膨脹差別，并減小壓力和破損的風險。然而，柔性材料通常是可滲透水分的。閃爍器防水保護不足源自于此且因此會減少檢測器的壽命。這種輻射檢測器期望具有與放射器件或其他器件(在其上安裝閃爍器)折舊時間范圍相當的壽命，該時間范圍約10年。