CN102317409B - 陶瓷闪烁体本体和闪烁装置 - Google Patents

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Abstract

一种陶瓷闪烁体本体包括一种具有基本上立方式的结晶学结构的多晶陶瓷闪烁材料。该多晶的陶瓷闪烁材料具有由通式Lu(2-x)GdxO3:Ac表示的一种化学组成，其中x大于零并且小于二，并且其中Ac是一种活化剂。

Description

陶瓷闪烁体本体和闪烁装置
技术领域
本披露是针对闪烁装置、特别是用于工业应用的加固过的闪烁装置，并且针对陶瓷闪烁体本体。
背景技术
闪烁装置被用于多种工业应用中。例如，闪烁装置被用于油和天然气行业中的测井并且用于医学领域的成像扫描。典型地，闪烁装置包括由一种对探测伽马射线、x射线、紫外辐射或其他辐射有效的材料所生产的闪烁体本体，如一种闪烁体晶体。这些闪烁体本体可以吸收x射线或其他辐射并且发射光。所发射的光有时可以被记录在胶片上。一般，这些闪烁体本体被包裹在壳体或套管中，这些壳体或套管包括一个窗口以允许辐射诱发的闪烁光从该晶体包装中传送出去。该光传到一个光传感装置，如一个光电倍增管、光电二极管、或另一个将从该闪烁体本体发射出的光转化为电脉冲的光敏元件。在其他应用中，可以在用于医学成像设备的成像阵列中使用多个闪烁体本体。
附图简要说明
通过参见附图可以更好地理解本披露，并且使其许多特征和优点对于本领域的普通技术人员变得清楚。
图1是一种辐射探测器装置的一个具体实施方案的图示；
图2是x射线扫描设备的一个具体实施方案的图示；
图3是展示了镥钆氧化物闪烁材料中的发射强度的一个图；
图4是展示了氧化镥闪烁材料中的发射强度的一个图；并且
图5是一个流程图，展示了一种生产陶瓷闪烁体本体的方法。
在不同的图中使用相同的参考符号表示相似的或相同的事项。
附图详细说明
本申请的大量创新性的传授内容将具体地参考示例性实施方案进行说明。然而，应该理解的是，这一类别的实施方案仅提供了此处这些创新性传授内容的许多有利用途的几个实例。概括地说，本申请的说明书中所作的叙述并不必然地限制所要求的物品、系统或方法中的任何一种。此外，一些叙述内容可能适用于某些创造性特征但不适用于其他。
对测井和医学成像的要求从在苛刻和快速的条件下很精确的闪烁装置中获益。根据预期的应用，可以使用不同类别的闪烁材料来生产闪烁体本体。例如，在医学成像应用如正电子发射断层摄影术(PET)中经常使用单晶氧正硅酸盐，如氧正硅酸镥钇(LYSO)。典型地，这些材料的特征为相对较高的阻止本领以及快的衰减时间。但是，通常LYSO的特征为低的光输出，并且在PET扫描应用中的性能可能遭受镥的β-衰减产生的电子发射影响。
另一类别的闪烁材料包括陶瓷的稀土次硫酸盐，如氧硫化钆(GOS)。与这些单晶材料如LYSO相比，陶瓷材料如GOS可能较不昂贵。但是，陶瓷的稀土次硫酸盐的六方结构通常造成“双折射”或在晶粒间界处的光散射。其结果是，与许多单晶材料相比，此类材料是较不透明的并且展现了较小的光输出或亮度。因此，可能由陶瓷的稀土次硫酸盐与某些活化剂之间的相容性造成的闪烁体效率及亮度方面的改进典型地被由其六方结构产生的降低的透明度所减少。
图1示出了一种辐射探测器装置100的一个具体实施方案。该辐射探测器装置100包括一个光敏元件101、一个光管103以及一个闪烁装置105。虽然光敏元件101、光管103和闪烁装置105是彼此分开地展示的，但应理解的是，光敏元件101和闪烁装置105被适配为通过光管103彼此连接。
在一个实施方案中，光敏元件101包括一个能够进行光谱探测和解析的装置。例如，光敏元件101可以包括一个常规的光电倍增管(PMT)、一个混杂的光检测器、或一个光电二极管。光敏元件101被适配为接收该闪烁装置105在吸收x射线或其他辐射之后所发射出的光子，并且光敏元件101被适配为由它所接收的光子来产生电脉冲或成像信号。
电子设备130可以包括一个或多个电子装置，如一个放大器、预放大器、鉴别器、模拟至数字信号转换器、光子计数器、另一个电子装置、或它们的任何组合。光敏元件101可以被容纳在一个管或壳体中，该管或壳体由一种能够保护与光敏元件101相关联的电子设备的材料制成，例如一种金属、金属合金、其他材料、或它们的任何组合。
如所展示的，光管103布置在光敏元件101与闪烁装置105之间并且协助光敏元件101与闪烁装置105之间的光耦合。在一个实施方案中，光管103可以包括一个石英光管、塑料光管、或另一种光管。在另一个实施方案中，光管103可以包括一个硅酮橡胶界面，该界面将闪烁装置105的一个输出窗口119与光敏元件101的一个输入窗口在光学上相连接。在某些实施方案中，可以将多个光管置于光敏元件101与闪烁装置105之间。
闪烁装置105包括容纳在一个壳体115内的一个闪烁体本体107。闪烁体本体107可以具有不同的形状，例如矩形的形状、或包括平坦端面的圆柱体表面。将了解的是，如所希望的，对闪烁体本体107的表面精整可以是进行砂磨、抛光、研磨等等。
闪烁体本体107具有一个长度，该长度从邻近光敏元件101的第一末端向远离光敏元件101的第二末端延伸。闪烁装置105还包括一个实质上环绕闪烁体本体107的反射体109。此外，闪烁装置105可以包括一个护罩(boot)111，该护罩起到减震器的作用以防止对闪烁体本体107的损伤。护罩111可以包括一种聚合物，如硅酮橡胶、另一种材料或它们的组合。此外，闪烁装置105还可以包括一个壳体113。
在一个具体实施方案中，闪烁体本体107是包括一种多晶陶瓷闪烁材料的一个陶瓷闪烁体本体，该闪烁材料具有一种基本上立方式的结晶学结构。该多晶的陶瓷闪烁材料具有由通式Lu(2-x)GdxO3:Ac表示的一种化学组成。x的值是大于0并且小于2。例如，x的值可以是大于零且小于或等于一，如在由通式LuGdO3:Ac所表示的化学组成中。可替代地，x的值可以是大于1且小于2，如在由通式Lu0.5Gd1.5O3:Ac所表示的化学组成中。
如该通式中所表示的，该多晶的陶瓷闪烁材料还包括一种活化剂Ac。该活化剂使得闪烁体本体107在吸收伽马辐射、x射线、紫外辐射或其他辐射之后发射出可见光或紫外光。该活化剂可以包括一种稀土元素，如一种镧系元素。例如，该活化剂可以包括铈、铕、镨、钐、铽、或镱。在一个说明性实施方案中，该活化剂占该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于约百分之十(10％)，如该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于约百分之五(5％)或者小于或等于约百分之二(2％)。
在另一个实施方案中，该多晶的陶瓷闪烁材料包括一种共掺杂剂。该共掺杂剂可以包括一种异价阳离子。例如，该共掺杂剂可以是一种二价阳离子，如钙。在另一个实例中，该共掺杂剂可以是一种四价阳离子，如锆。在又一个实例中，该共掺杂剂可以包括一种不同于该活化剂的稀土元素，如铈、铽、镨、铕、或它们的任意组合。在一个说明性实施方案中，该活化剂和共掺杂剂可以共同占该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于约百分之十(10％)，如该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于约百分之五(5％)或者小于或等于约百分之二(2％)。例如，该共掺杂剂可以占该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于约百分之五(5％)。
在一个说明性实施方案中，该多晶的陶瓷闪烁材料的特征可以是从约1μm至约100μm的粒径。此外，该闪烁体本体107的特征还可以是大于理论密度的98％(如大于或等于其99.9％)的一个密度。此外，该闪烁体本体107的特征可以是在一个闪烁体本体厚度下大于总透光率百分之五十(50％)的一个光学透射率，这个厚度在最大发射波长下阻止了大于98％的x射线或其他辐射。此外，闪烁体本体107的特征可以是小于1ms的衰减时间。闪烁体本体107的特征还可以是高的阻止本领，如具有大于约62的原子序数(effZ)。
图2展示了x射线扫描设备200、如x射线计算机断层术(CT)设备的一个具体实施方案。该x射线扫描设备200包括多个闪烁装置或像素的一个阵列202、以及一个分段的光检测器210。x射线扫描设备200还包括一个x射线源206，该源被适配为例如以一种扇形或锥形图案发射出x射线204。x射线源206和闪烁装置的阵列202可以被适配为绕着一个物体208旋转。例如，x射线源206和阵列202可以被适配为，实质上沿着一个绕着物体208而定中心的圆并且以基本相同的速率彼此相反地旋转。
在一个具体实施方案中，阵列202中的每个像素都包括一个陶瓷闪烁体本体。每个陶瓷闪烁体本体被适配为吸收该x射线源206所发射的x射线204并且发射闪烁光214，该闪烁光进入该分段的光检测器210中。该分段的光检测器210被适配为，测量从每个像素接收到的闪烁光214并且确定特定的闪烁光是从哪一个像素接收到的。该分段的光检测器210被适配为，基于阵列202中各个像素从不同角度发射的闪烁光的量而产生出信号并且将这些信号送至计算装置212。计算装置212被适配为基于从分段的光检测器210接收的这些信号来构造物体208的一个图像。
每个陶瓷闪烁体本体包括一种具有基本上立方式的结晶学结构的多晶陶瓷闪烁材料。该多晶的陶瓷闪烁材料具有由通式Lu(2-x)GdxO3:Ac表示的一种化学组成，其中Ac是一种活化剂。x的值是大于0并且小于2。例如，x的值可以是大于零且小于或等于一，如在由通式LuGdO3:Ac表示的化学组成中。可替代地，x的值可以是大于1且小于2，如在由通式Lu0.5Gd1.5O3:Ac表示的化学组成中。
该活化剂Ac可以包括一种稀土元素，如一种镧系元素。例如，该活化剂可以包括铈、铕、镨、钐、铽、或镱。在一个说明性实施方案中，基于摩尔百分比该活化剂占该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于约百分之十(10％)，如基于摩尔百分比占该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于约百分之五(5％)或者小于或等于约百分之二(2％)。
在另一个实施方案中，该多晶的陶瓷闪烁材料可以包括一种共掺杂剂，如一种异价阳离子。在一个实例中，该共掺杂剂可以是一种二价阳离子，如钙。在另一个实例中，该共掺杂剂可以是一种四价阳离子，如锆。在又一个实例中，该共掺杂剂可以包括一种不同于该活化剂的稀土元素，如铈、铽、镨、铕、或它们的任意组合。在一个说明性实施方案中，基于摩尔百分比该活化剂和共掺杂剂共同占该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于约百分之十(10％)，如基于摩尔百分比占该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于约百分之五(5％)或者小于或等于约百分之二(2％)。例如，基于摩尔百分比，该共掺杂剂可以占该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于约百分之五(5％)。
在一个说明性实施方案中，该多晶的闪烁材料的特征可以是从约1μm至约100μm的粒径。此外，各个陶瓷闪烁体本体的特征还可以是大于理论密度的98％(如大于或等于其99.9％)的一个密度。此外，各个陶瓷闪烁体本体的特征可以是在一个闪烁体本体厚度下大于总透光率百分之五十(50％)的一个光学透射率，这个厚度在最大发射波长下阻止了大于98％的x射线或其他辐射。此外，各个陶瓷闪烁体本体的特征可以是小于1ms的衰减时间。各个陶瓷闪烁体本体的特征还可以是高的阻止本领，如具有大于约62的原子序数(effZ)。
图3是展示了关于镥钆氧化物(LuGdO3)闪烁材料中的发射强度对比发射波长的一个图300。该多晶的陶瓷闪烁材料包括铕作为活化剂，其比例为百分之二(2％)。图300示出了使用266nm的激发波长以10ns的门延迟和50ns门宽在不同波长下的发射强度。图4是展示了关于氧化镥(Lu2O3)闪烁材料中的发射强度对比发射波长的一个图400，该闪烁材料还掺有比例为百分之二(2％)的铕作为活化剂。图400也示出了使用266nm的激发波长以10ns的门延迟和50ns门宽在不同波长下的发射强度。
如图3中所示，图300展示出LuGdO3的特征为与Lu2O3相比显著更大的发射强度。例如，LuGdO3展现了在从约410nm至约620nm的发射波长下大于或等于40,000ph/MeV的平均发射强度，最大发射峰在610nm处。然而，如图4中所示，包括Lu2O3的闪烁材料展现了在从约410nm至约620nm的发射波长下小于约30,000ph/MeV的平均发射强度。
图5展示了一种生产陶瓷闪烁体本体的方法。在框500处，制备了氢氧化铵和碳酸氢铵的一种沉淀剂溶液。移至框502，制备了硝酸镥、硝酸钆、一种活化剂(Ac)硝酸盐前体、以及一种共掺杂剂硝酸盐前体的一种前体溶液。前进至框504，将该前体溶液滴加到该沉淀剂溶液中以形成一种沉淀物。继续来到框506，将沉淀物过滤并洗涤，并且得到了一个沉淀物湿饼。例如，可以使用去离子水洗涤该沉淀物直至得到残留离子的、所希望的导电值。在另一个实例中，也可以用乙醇洗涤该沉淀物以防止干燥过程中的附聚。
前进至框508，将该沉淀物湿饼进行干燥以得到一个沉淀物干饼。在框510处，煅烧该沉淀物干饼以得到具有由通式Lu(2-x)GdxO3:Ac(其中x小于二并且大于零)表示的组成、并且包括一种共掺杂剂的一种多晶的陶瓷闪烁粉末。移至框512，可以将煅烧过的粉末成型为陶瓷闪烁体本体，其方式为首先将该粉末模压成球粒并且然后将这些球粒进行冷等静压。前进至框514，烧结这些压制过的球粒以得到烧结的样品，并且对每个样品进行热等静压。前进至框516，在一个具体实施方案中，将各个样品进行空气退火以改进透明性。该方法在518处结束。
实例
在一个实例中，通过向一个烧杯中加入3MNH4OH和1MNH4HCO3并进行混合而形成均匀的复合沉淀剂溶液来制备氢氧化铵(NH4OH)与碳酸氢铵(NH4HCO3)的一种沉淀剂溶液，并将该溶液稀释至500ml。接着，通过将60mlLu(NO3)3(0.87M)、42.44mlGd(NO3)3(1.23M)、16.04mlEu(NO3)3(0.49M)、9.56μlPr(NO3)3(1.13M)混合而制备多种前体的一个溶液，并将该溶液稀释至1.5L将该前体溶液滴加到沉淀剂溶液中以形成一种沉淀物。从溶液中过滤出该沉淀物并用去离子水和乙醇洗涤以产生一个沉淀物湿饼。
将沉淀物湿饼在约60℃的烘箱中干燥，并将干燥过的滤饼在850℃下煅烧2小时以便形成具有含7％Eu以及100ppmPr3+的LuGdO3组成的一种闪烁材料。可以改变上面的实例中共掺杂剂前体的用量以使该闪烁材料的组成中共掺杂剂的量变化，如下表1中所示的。
希望的共掺杂剂的量值 前体的量值
1000ppm Pr 95.6μl Pr(NO3)3(1.13M)
100ppm Tb 17.4μl Tb(NO3)3(0.62M)
100ppm Ce 20.54μl Ce(NO3)3(0.526M)
100ppm Ca 20.6μl Ca(NO3)2(0.524M)
表1
将煅烧过的粉末成型为陶瓷闪烁体本体，其方式为将该粉末模压成约12mm直径的球粒并然后将这些球粒冷等静压成形至30ksi(2.07x108Pa)。然后将压制过的球粒在空气中在1500℃烧结3小时。然后将每个烧结的样品在1500℃在氩气中以30ksi进行热等静压1小时，以产生一种陶瓷的闪烁体本体。
发现该粉末闪烁材料的特征可以影响所生成的闪烁体本体的密度和透明性。某些现有方法的目标是生产出具有均匀分布的、直径在1-5nm等级上的极小颗粒的粉末，而其他现有方法将大的(例如，大于500nm)与小的(1-5nm)尺寸进行混合来尝试填充颗粒之间的任何空隙。然而，已发现具有在10nm与500nm之间的基本上球形的颗粒、以及窄地粒度分布的一种粉末是有利的。例如，可以使用具有基本上球形的颗粒(其中，至少百分之九十的颗粒具有在约50nm与约250nm之间的尺寸，如约66nm至约220nm)的一种粉末闪烁材料来生产具有增大的密度和透明性的一种闪烁体本体。
根据在此说明的实施方案，披露了一种陶瓷闪烁体本体，该本体包括一种多晶的陶瓷闪烁材料，该闪烁材料具有基本上立方式的结晶学结构并且具有由通式Lu(2-x)GdxO3:Ac表示的一种化学组成，其中x大于零并且小于二，并且其中Ac是一种活化剂。尽管一些稀土元素氧化物如氧化镥可以制作有效的闪烁材料，但镥的成本会对氧化镥闪烁体的商业化产生阻碍。已发现添加钆可以显著降低闪烁材料的成本，同时维持一种基本上立方式的结晶学结构并且与氧化镥相比仅造成辐射阻止本领方面轻微的降低。此外，已发现掺杂有一种稀土活化剂(如铕)的镥钆氧化物展现了在从约410nm至620nm的发射波长上显著更高的发射强度，如在图3和4中展示的。
在一个具体实施方案中，该多晶的陶瓷闪烁材料包括一种共掺杂剂。尽管一些稀土活化剂如铕可以促成高的闪烁体效率，但它们也可能在医学成像应用中产生长久的余晖，因为在停用辐射源之后闪烁光会逗留。余晖通常是由闪烁材料中的电子阱造成的并且可以通过添加某些元素来减少。已发现两种途径可以减少由于镥钆氧化物中的电子阱导致的余晖。在一个实施方案中，在镥钆氧化物中由氧相关的缺陷(例如，氧空位或间隙的氧离子)造成的电子阱可以通过引入异价离子来减少。已发现钙和锆是有效的，由于它们的离子半径接近镥和钆的离子半径。
在另一个实施方案中，已发现可以通过引入更适合的、不通过之后释放捕获的电子而促进余晖的电子阱来减少余晖。例如，添加稀土共掺杂剂如镨、铈或铽可以创造出不释放捕获的电子、或者造成捕获电子的非辐射性衰减的适合的电子阱。因此，可以在减少余晖的同时实现活化剂(如铕)的闪烁体效率。例如，由Lu(2-x)GdxO3:Eu(其中x大于零并且小于二)生产的并且包含钙、铈、镨、铽或锆中的一种共掺杂剂的一种闪烁体本体的特征可以是在100ms时小于或等于约0.01％的余晖。下表2包括了具有基于摩尔百分比约7％的铕、以及所列出的以ppm计的一种共掺杂剂的闪烁材料组成的说明性实例。
样品
(Lu，Gd)2O3:Eu，100ppm Pr
(Lu，Gd)2O3：Eu，1000ppm Pr
(Lu，Gd)2O3：Eu，100ppm Tb
(Lu，Gd)2O3：Eu，1000ppm Tb
(Lu，Gd)2O3：Eu，10000ppm Tb
(Lu，Gd)2O3：Eu，100ppm Ce
(Lu，Gd)2O3：Eu，1000ppm Ce
(Lu，Gd)2O3：Eu，100ppm Ca
(Lu，Gd)2O3：Eu，1000ppm Ca
(Lu，Gd)2O3：Eu，1000ppm Zr
表2
在此描述的这些实施方案的展示旨在提供对不同的实施方案的结构的一般理解。这些展示并非旨在用作对在此描述的这些组成、装置、系统、或方法的所有要素和特征的一种全面描述。在回顾本披露时，本领域技术人员可能清楚许多其他的实施方案。可以使用其他实施方案，并且可以从本披露中衍生出其他实施方案，使得不背离本披露的范围即可进行结构上和逻辑上的代换与变更。此外，这些展示仅是表示性的并且可以不按比例绘制。可以对这些展示中的某些比例进行扩大，而对其他比例进行最小化。因此，本披露内容和附图应被认为是说明性的而不是限制性的。
根据一个第一方面，一种陶瓷闪烁体本体包括一种具有基本上立方式的结晶学结构的多晶陶瓷闪烁材料。该多晶的陶瓷闪烁材料具有由通式Lu(2-x)GdxO3:Ac表示的一种化学组成，其中x大于零并且小于二，并且Ac是一种活化剂。该活化剂可以包括一种稀土元素，如一种镧系元素。例如，该活化剂可以包括铈、铕、镨、钐、铽、或镱。在一个说明性实施方案中，基于摩尔百分比该活化剂可以占该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于百分之十(10％)，如基于摩尔百分比占该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于百分之五(5％)或者基于摩尔百分比占该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于百分之二(2％)。
在第一方面的另一个实施方案中，该多晶的陶瓷闪烁材料可以包括一种共掺杂剂。该共掺杂剂可以包括一种异价阳离子，如一种二价阳离子或一种四价阳离子。例如，该共掺杂剂可以包括钙或锆。可替代地，该共掺杂剂可以包括一种不同于该活化剂的稀土元素，如铈、铽、或镨中的至少一种。在一个说明性实例中，可以使用铕作为活化剂。
基于摩尔百分比该活化剂和共掺杂剂可以共同占该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于百分之十(10％)，如基于摩尔百分比占该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于百分之五(5％)或者基于摩尔百分比占该多晶的陶瓷闪烁材料的小于或等于百分之二(2％)。
在一个第二方面，一种闪烁装置包括一个陶瓷闪烁体本体，该本体包括一种多晶陶瓷闪烁材料，该闪烁材料具有一种基本上立方式的结晶学结构。该多晶的陶瓷闪烁材料具有由通式Lu(2-x)GdxO3:Ac表示的一种化学组成，其中x大于零并且小于二，并且其中Ac是一种活化剂。在第二方面的一个实施方案中，x可以是大于零并且小于或等于1。在另一个实施方案中，x是大于1并且小于2。
在第二方面的一个实施方案中，该陶瓷闪烁体本体的特征为在100ms时小于或等于约0.01％的余晖。在第二方面的另一个实施方案中，该陶瓷闪烁体本体的特征为在从约410nm至约620nm的发射波长下大于或等于40,000ph/MeV的平均发射强度。在第二方面的一个进一步的实施方案中，该陶瓷闪烁体本体的特征可以是610nm的主发射峰。在第二方面的又一个实施方案中，该陶瓷闪烁体本体的特征为从约1微米至约100微米的粒径。在第二方面的又一个实施方案中，该陶瓷闪烁本体的特征是大于或等于理论密度的99.9％的一个密度。
在第二方面的另一个实施方案中，该陶瓷闪烁体本体的特征是在一个闪烁体本体厚度下大于总透光率的50％的一个光学透射率，这个厚度在最大发射波长下阻止了大于98％的x射线或其他辐射。在第二方面的一个附加的实施方案中，该陶瓷闪烁体本体的特征为小于或等于约1ms的衰减时间。
根据一个第三方面，一种陶瓷闪烁粉末包括一种具有基本上立方式的结晶学结构的多晶陶瓷闪烁材料。该多晶的陶瓷闪烁材料具有由通式Lu(2-x)GdxO3:Ac表示的一种化学组成，其中x大于零并且小于二，并且其中Ac是一种活化剂。
在第三方面的一个实施方案中，该多晶的陶瓷闪烁材料包括多个基本上球形的颗粒，并且其中这些颗粒中的至少百分之九十的特征为从约50nm至约250nm的粒径。例如，这些颗粒的至少百分之九十的特征可以是从约66nm至约220nm的粒径。
在以上的附图详细说明部分中，为了使披露精简而可能将不同的特征集合在一起或者在一个单个的实施方案中描述。本披露不得被解释为反映了一种意图，即提出权利要求的实施方案要求的特征多于在每一项权利要求中清楚引述的特征。相反，如以下的权利要求反映出，发明主题可以是针对少于任何披露的实施方案的全部特征。因此，以下的权利要求被结合在附图的详细说明之中，而每一项权利要求自身独立地限定了分别提出权利要求的主题。
以上披露的主题应当被认为是示意性的、而非限制性的，并且所附权利要求是旨在涵盖落在本披露主题的真正精神和范围内的所有此类变更、增强以及其他实施方案。因此，在法律所允许的最大程度上，本披露主题的范围应由对以下权利要求和它们的等效物可容许的最宽解释来确定，并且不应受以上详述的说明所约束或限制。

Claims (21)

1.一种陶瓷闪烁体本体，包括一种具有基本上立方式的结晶学结构的多晶陶瓷闪烁材料，该多晶陶瓷闪烁材料具有由通式Lu(2-x)GdxO3:Ac表示的化学组成以及掺杂剂，该掺杂剂是铈、钙或锆，其中x大于零并且小于或等于1.5，并且其中Ac是铕。
2.如权利要求1所述的陶瓷闪烁体本体，其中该多晶陶瓷闪烁材料的特征为从1μm至100μm的粒径。
3.如权利要求1所述的陶瓷闪烁体本体，其中该掺杂剂是钙。
4.如权利要求1所述的陶瓷闪烁体本体，其中该掺杂剂是铈。
5.如权利要求1所述的陶瓷闪烁体本体，其中该掺杂剂是锆。
6.如权利要求1所述的陶瓷闪烁体本体，其中基于摩尔百分比该活化剂和掺杂剂共同占该多晶陶瓷闪烁材料的小于或等于百分之十。
7.如权利要求1以及3至6中任一项所述的陶瓷闪烁体本体，其中该陶瓷闪烁体本体的特征为在100ms时小于或等于0.01％的余辉。
8.如权利要求1以及3至6中任一项所述的陶瓷闪烁体本体，其中，该陶瓷闪烁体本体的特征为，处于在最大发射波长下阻止了大于98％的x射线辐射的一个闪烁体本体厚度下的、大于总透射率的百分之五十的一个光学透射率。
9.如权利要求1以及3至6中任一项所述的陶瓷闪烁体本体，其中该陶瓷闪烁体本体的特征为小于或等于1ms的衰减时间。
10.一种闪烁装置，包括一种陶瓷闪烁体本体，该本体包括一种具有基本上立方式的结晶学结构的多晶陶瓷闪烁材料，该多晶陶瓷闪烁材料具有由通式Lu(2-x)GdxO3:Ac表示的化学组成以及掺杂剂，该掺杂剂是铈、钙或锆，其中x大于零并且小于或等于1.5，并且其中Ac是铕。
11.如权利要求10所述的闪烁装置，其中该陶瓷闪烁体本体的特征为在100ms时小于或等于0.01％的余辉。
12.如权利要求10所述的闪烁装置，其中该陶瓷闪烁体本体的特征为，处于在最大发射波长下阻止了大于98％的x射线辐射的一个闪烁体本体厚度下的、大于总透射率的百分之五十的一个光学透射率。
13.如权利要求10所述的闪烁装置，其中该陶瓷闪烁体本体的特征为小于或等于1ms的衰减时间。
14.一种陶瓷闪烁粉末，包括一种具有基本上立方式的结晶学结构的多晶陶瓷闪烁材料，该多晶陶瓷闪烁材料具有由通式Lu(2-x)GdxO3:Ac表示的化学组成以及掺杂剂，该掺杂剂是钙或锆，其中x大于零并且小于或等于1.5，并且其中Ac是铕。
15.如权利要求14所述的陶瓷闪烁粉末，其中该多晶陶瓷闪烁材料包括多个基本上球形的颗粒，并且其中这些颗粒中的至少百分之九十的特征为从50nm至250nm的粒径。
16.如权利要求14或15所述的陶瓷闪烁粉末，其中该掺杂剂是钙。
17.如权利要求14或15所述的陶瓷闪烁粉末，其中该掺杂剂是锆。
18.如权利要求14或15所述的陶瓷闪烁粉末，其中基于摩尔百分比该活化剂和掺杂剂共同占该多晶陶瓷闪烁材料的小于或等于百分之十。
19.一种陶瓷闪烁体本体，包括一种具有基本上立方式的结晶学结构的多晶陶瓷闪烁材料，该多晶陶瓷闪烁材料具有由通式Lu(2-x)GdxO3:Eu表示的化学组成以及掺杂剂，该掺杂剂是钙，其中x大于零并且小于或等于1.5。
20.如权利要求19所述的陶瓷闪烁体本体，其中基于摩尔百分比该活化剂和掺杂剂共同占该多晶陶瓷闪烁材料的小于或等于百分之十。
21.如权利要求19所述的陶瓷闪烁体本体，其中该陶瓷闪烁体本体的特征为在100ms时小于或等于0.01％的余辉。
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