[發明專利]稀土摻雜硼酸镥輻射探測材料及其制備和應用

無效

• 申請號: 201010152375.1
• 申請日: 2010-04-20
• 公開（公告）號: CN102234508A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 丁棟舟;吳云濤;任國浩;潘尚可
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C09K11/78
• 分類號: C09K11/78
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

技術領域

本發明屬于發光材料領域，具體涉及一種稀土摻雜硼酸镥輻射探測材料及其制備和應用。

背景技術

輻射探測材料是一類能夠吸收X射線、伽馬射線或其它高能射線并將其轉化為可見光的特種光功能材料，它與光電倍增管或硅光二極管耦合后制成的輻射探測器可應用于高能物理、核物理、核醫學成像(如正電子發射層析攝影術PET、X射線計算機斷層掃描CT)、安全檢查(如集裝箱快速檢查系統)和工業檢測(如油井核探測，火箭，導彈等重要部件的無損傷探測)等領域。隨著核技術由軍用向民用領域的轉移，對輻射探測材料的需求預計在21世紀將有更大的發展，這使得這類材料的研究和應用成為一個高產值的高新技術產業。

目前使用的輻射探測材料主要是閃爍晶體，如Nal:Tl、Csl:Tl、PbWO₄、Bi₄Ge₃O₁₂等，這些材料一般都以單晶體形式進行合成和應用。但由于單晶的制備不僅成本高、周期長，而且這些材料本身都存在這樣或那樣的不足，如Nal:Tl、Csl:Tl、Bi₄Ge₃O₁₂的余輝太強、Nal:Tl、LaCl₃:Ce易潮解、PbWO₄發光效率低等等。所以人們一直在致力于對新型閃爍材料的探索。最近，LuBO₃:Ce新型閃爍材料由于其具備高光輸出、快衰減、高密度、高有效原子序數、不潮解等優點引起了人們的濃厚興趣和廣泛關注。如：C.Mansuy等人利用溶膠凝膠法制備了摻雜Eu³⁺或Tb³⁺的LuBO₃薄膜閃爍材料，研究發現當Eu³⁺或Tb³⁺摻雜濃度為0.5at％時，該薄膜材料的光輸出值達到最大且相當于廣泛應用的BGO晶體的光輸出指標(參見C.Mansuy?J.M.Nedelec，C.Dujardin，R.Mahiou，Concentration?effect?on?the?scintillationproperties?of?sol-gel?derived?LuBO₃?doped?with?Eu³⁺and?Tb³⁺，Optical?Materials?29(2007)697-702]、[G.Chadeyron-Bertrand，D.Boyer，C.Dujardin，C.Mansuy，R.Mahiou.Structural?and?scintillation?properties?of?spray?coated?lutetium?borate?films?doped?with?Ge³⁺and?Eu³⁺Nuclear?lnstruments?and?Methods?in?Physics?Research?B?229(2005)232-239)；而最近日本學者通過摻Sc³⁺制備得到(Lu，Sc)BO₃:Ce的閃爍晶體材料，發現隨著Ge³⁺濃度的增加衰減時間快分量與慢分量的比例不斷增加且快分量為30ns，但其Ge³⁺最佳濃度摻雜的晶體的光輸出僅約為BGO的60％(參見Shun-Ichi?Hatamoto，Takafumi?Yamazaki，JunHasegawa，Masamichi?Katsurayama，Motomi?Oshika，Yutaka?Anzai，Growth?andscintillation?properties?of?cerium?doped?lutetium?scandium?borate?single?crystals，Journal?ofCrystal?Growth?311(2009)530-533)。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種稀土摻雜硼酸镥輻射探測材料及其制備和應用。

本發明采用如下技術方案解決上述技術問題：