[發明專利]一種新結構閃爍晶體射線探測頭

有效

• 申請號: 201410020705.X
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103760589B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 吳少凡
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: G01T1/202
• 分類號: G01T1/202;G01T7/00
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 張瑩

一種新結構閃爍晶體射線探測頭，包括由平面石英玻璃、底座構成的封裝外殼和安裝在封裝外殼中的閃爍晶體，閃爍晶體加工成六面拋光的六方體，并在射線入射面和四個側面鍍制疏水全反射膜，減少熒光從非出光面的泄漏的同時防止微量水氣對晶體的侵蝕，石英玻璃一面與晶體通過光膠鍵合或高折射硅凝膠粘結粘結在一起，減少熒光穿越石英玻璃時由于不同界面折射率差異導致的光損耗，石英玻璃另一面鍍制增透膜提高熒光透光率；探測頭表面粘結棱鏡增亮膜（BEF）將發散光聚攏在70°范圍內出射，增加130%正視的亮度。采用本發明的射線探測頭可以防止閃爍晶體潮解失效的同時大幅度提高探測頭的整體熒光輸出效率，封裝工藝簡單，適合規模化生產。

技術領域

本發明涉及射線探測器領域，特別涉及一種新結構閃爍晶體射線探測頭。

背景技術

閃爍晶體可以做成探測器，閃爍晶體探測器在高能物理、核物理、影像核醫學診斷（XCT、PET）、地質勘探、天文空間物理學以及安全稽查等領域中有著巨大的應用前景。隨著核科學技術以及其它相關技術的飛速發展，其應用領域在不斷的拓寬。不同應用領域對無機閃爍體也提出了更多更高的要求。傳統的NaI(Tl)、BGO等閃爍晶體探測器已經無法滿足新的應用領域的特殊要求。

摻鈰溴化鑭（LaBr3:Ce）自1999年被發現后，由于其優異的閃爍性能掀起了研究研究的熱潮。摻鈰溴化鑭光輸出可達78000Ph/MeV，其衰減時間快達30ns，其密度為5.1g/cm3，對高能射線的吸收能力明顯強于NaI:Tl晶體，且其環境污染的風險遠遠小于NaI:Tl，因此LaBr3:Ce晶體目前已成為光輸出高、衰減快閃爍晶體的代表，該晶體有望全面取代NaI:Tl晶體，從而在醫療儀器、安全檢查和油井探測等領域得到廣泛使用。但LaBr3:Ce晶體生長困難，組份嚴重揮發，且非常容易和氧、水反應；且晶體非常容易開裂。因此LaBr3:Ce晶體的產率很低，大尺寸晶體生長尤為困難，價格也極其昂貴，并且摻鈰鹵化鑭晶體具有極易潮解的物化特性，如果探頭不具有較好的密封性極易導致器件失效，同時傳統的射線探測器探頭由于封裝結構設計原因導致整體熒光輸出效率偏低。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺點，提供一種新結構的摻鈰鹵化鑭閃爍晶體射線探測頭，該方法可以在同等條件下大幅度提高探測頭的整體熒光輸出效率。

本發明通過以下技術手段實現：

一種新結構閃爍晶體射線探測頭，包括由平面石英玻璃、底座構成的封裝外殼和安裝在封裝外殼中的閃爍晶體，將所述閃爍晶體射線入射面、熒光發射面和側面拋光，并在射線入射面和側面鍍制寬譜全反射膜，所述寬譜全反射膜是采用離子束濺射或電子束蒸發方式鍍制的，所述寬譜全反射膜的透光波段為360nm～600nm，所述寬譜全反射膜具有疏水性，可以隔絕外界水汽，所述閃爍晶體可以加工成六方體、圓柱體或圓錐體，所述平面石英玻璃一面與晶體通過光膠鍵合或高折射密封膠粘結在一起，另一面鍍制與發射熒光相同波段的增透膜，所述平面石英玻璃與底座通過密封膠緊密粘結，所述底座材料可以是鋁，銅、不銹鋼或聚四氟乙烯，所述石英玻璃表面粘結有棱鏡增亮膜（BEF），其表面為數十微米左右高度的微三棱鏡結構，所述棱鏡增亮膜可以將原先大視角的發散光，聚攏在70°范圍內出射，所述增亮膜可以是各種類型能夠將大視角發散光聚攏在90°范圍內出射的功能薄膜。

采用本發明的一種新結構閃爍晶體射線探測頭，可以防止閃爍晶體潮解失效的同時大幅度提高探測頭的整體熒光輸出效率，封裝工藝簡單，適合規模化生產。

附圖說明

附圖為本發明的一種新結構閃爍晶體射線探測頭的結構示意圖。

其中101為增亮膜，102為石英玻璃，103為底座，104為晶體。

具體實施方式

實施例一：

以摻鈰溴化鑭晶體為例：

（1）晶體加工