[發明專利]一種稀土鹵化物混合閃爍晶體及其制備方法

有效

• 申請號: 201710564241.2
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107366018B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 潘尚可;張鵬;潘建國;陳紅兵;栗茹;章政
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C30B29/12
• 分類號: C30B29/12;C30B11/00
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 周玨

本發明公開了一種稀土鹵化物混合閃爍晶體及其制備方法，該稀土鹵化物混合閃爍晶體的組成化學式為Cs₂Li(Y_1?xLa_x)_1?yCe_yCl₆，其中，x的取值范圍為0<x≤0.4，y的取值范圍為0.0001≤y≤0.1；其采用坩堝下降法制備，其可在中子探測、伽馬射線探測或閃爍探測領域的應用；優點是該混合閃爍晶體的單胞參數可能隨x、y的值的變化而有變化，該混合閃爍晶體通過在稀土離子格位上同時占有La³⁺和Y³⁺離子，使得該混合閃爍晶體既具有CLYC閃爍晶體的易生長性，又具有CLLC閃爍晶體更高的光產額和更佳的能量分辨率。

技術領域

本發明涉及一種晶體材料及其制備技術，尤其是涉及一種稀土鹵化物混合閃爍晶體及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著放射性材料的廣泛使用，能夠同時探測并有效甄別出熱中子和伽馬射線的熱中子-伽馬雙讀出探測器在防止核擴散、核泄漏、安檢和核輻射環境保護等方面的應用日趨重要。現在應用較為廣泛的熱中子-伽馬雙讀出探測器內一般包含兩種探測器，一種是熱中子探測器，如He-3氣體管；另外一種是伽馬射線探測器，如NaI:Tl晶體探測器；兩種探測器一起工作，才能同時探測出熱中子和伽馬射線。熱中子探測主要是利用中子與熱中子探測材料中的特定同位素(如³He、⁶Li和¹⁰B)反應，釋放出α粒子，進而間接探測中子；伽馬射線探測主要是利用伽馬射線激活閃爍晶體發光，從而通過能量分析進行探測。能夠用來探測伽馬射線的閃爍晶體種類很多，也是閃爍晶體研究的主要內容；而熱中子探測由于需要材料中含有³He、⁶Li或¹⁰B等特定同位素，因此材料種類要少很多，且發展緩慢。傳統的熱中子探測器是³He正比計數管，但最近幾年，³He資源接近枯竭，現存資源已不能滿足需要。

熱中子-伽馬雙讀出探測器的種類很多，如：基于無機閃爍體的熱中子-伽馬雙讀出探測器，其因結構簡單、探測效率高、能量和時間分辨性能好，已成為未來發展的主要方向。目前，在無機熱中子探測閃爍體中，已經實用的無機熱中子探測閃爍體主要有⁶LiI晶體、⁶Li玻璃和⁶LiF/ZnS復合材料，⁶LiI晶體的衰減時間長，⁶Li玻璃的光輸出低且能量分辨率低，⁶LiF/ZnS復合材料的探測效率低且衰減時間長，這些無機熱中子探測閃爍體都很難用于熱中子-伽馬射線雙讀出探測器中。除了上述這些無機熱中子探測閃爍體外，幾年來也開發出了一些新型的無機熱中子探測閃爍晶體，其中，最引人矚目的當屬荷蘭Deft技術大學率先研究，美國RMD公司和法國圣戈班公司相繼開發的Ce:Cs₂LiYCl₆(CLYC)、Ce:Cs₂LiLaCl₆(CLLC)、Ce:Cs₂LiLaBr₆(CLLB)和Ce:Cs₂LiYBr₆(CLYB)等一系列具有鉀冰晶石(Elpasolite)結構特征的具有非常優越閃爍性能的新型的無機熱中子探測閃爍晶體。