[發(fā)明專利]輻射檢測設(shè)備及相關(guān)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410239971.1
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN105223603B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 斯瑞尼迪·拉馬錢德拉;徐悟生;A·M·斯里瓦斯塔瓦;戈匹·錢德蘭·拉馬錢德蘭;普拉三斯·庫瑪·納瑪瓦;謝爾蓋·伊萬諾維奇·杜林司基;海倫·克萊爾·克力門特
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01T1/202
• 分類號: G01T1/202
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 張東梅

揭示了輻射檢測設(shè)備及相關(guān)方法。并且揭示了用于檢測光子的方法和設(shè)備。該設(shè)備包括閃爍體單晶和與該閃爍體單晶耦合的雪崩光電二極管。該閃爍體單晶在大于約175℃的溫度下且在約20Grm至約30Grm的范圍內(nèi)的沖擊水平下。該閃爍體單晶包括選自以下的鐠摻雜組合物：(La_xY_1?x)₂Si₂O₇：Pr，ABCl_3?yX_y：Pr，A₂(Li，Na)LaCl_6?yX_y：Pr，或其任意組合。如本文所用，A是銫、銣、鉀、鈉、或其組合，B是鈣、鋇、鍶、鎂、鎘、鋅、或其組合，X是溴、碘、或其組合。而且0＜x＜1且0≤y＜3。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及閃爍體單晶，更具體涉及在高溫下工作且檢測高能輻射的閃爍體單晶。

背景技術(shù)

目前在油井鉆井工業(yè)中需要伽馬(γ)射線檢測。通常使用總伽馬射線計數(shù)用于記錄深度匹配并作為頁巖/砂反差指示器。伽馬射線檢測器還可用于導(dǎo)出指示該位置的巖性、多孔性和滲透性，石油開采的容量和便利性。對于沖擊水平大于20均方根加速度(Grm)且溫度可能從低于室溫至超過175℃寬范圍變化的嚴苛井下環(huán)境而言，非常希望且必須有能檢測這種射線的小型而穩(wěn)定的傳感器。

目前幾種技術(shù)使用包括與閃爍體光譜匹配的光電倍增管(PMT)的伽馬傳感器。閃爍體在受到高能輻射(如伽馬輻射)激發(fā)時發(fā)射紫外光或藍光，且使用PMT將紫外光或藍光信號轉(zhuǎn)換成可讀水平的電子信號。但是，PMT在高溫下的使用壽命嚴重縮短。因此，PMT的使用壽命可能變得太短，從而顯著抬高它們的使用成本。此外，PMT經(jīng)常需要高工作電壓，同時在高振動水平時還很脆弱并容易發(fā)生故障。在這些條件下期望使用固態(tài)雪崩光電二極管(APD)代替PMT來檢測高能輻射。

固態(tài)雪崩光電二極管可具有不同于PMT的光譜曲線，希望使用固態(tài)APD工作的閃爍體能與APD光譜匹配。目前使用的由碲離子激活的堿性鹵化物晶體閃爍體的伽馬射線峰值分辨能力在溫度大于175℃時顯著降低。以前使用镥和釔的原硅酸鹽作為閃爍體材料。但是，這些原硅酸鹽沒有高溫穩(wěn)定發(fā)射性質(zhì)。研究了鐠摻雜的焦硅酸镥閃爍體的正電子發(fā)射斷層成像術(shù)(PET)應(yīng)用。但是，已知镥、鑭、釓和銣具有固有的伽馬射線發(fā)射，因此可能并非用于檢測高能輻射包括伽馬輻射的最佳選擇。

因此，仍然需要在包括高達175℃或以上溫度的寬范圍溫度水平下工作、用于檢測高能輻射而不會使檢測信號變差多少的設(shè)備和方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施方式涉及具有閃爍體單晶的設(shè)備及其工作方法。

在一種實施方式中，揭示了在嚴苛環(huán)境中檢測高能輻射的方法。該方法包括使閃爍體單晶在大于約175℃的溫度下暴露于高能輻射，通過與閃爍體耦合的雪崩光電二極管檢測高能輻射。閃爍體單晶包括選自以下的鐠摻雜的組合物：(La_xY_1-x)₂Si₂O₇：Pr，ABCl_3-yX_y：Pr，A₂(Li，Na)LaCl_6-yX_y：Pr或其任意組合。如本文所用，A是銫、銣、鉀、鈉或其組合，B是鈣、鋇、鍶、鎂、鎘、鋅或其組合，X是溴、碘或其組合。此外，0＜x＜1且0≤y＜3。