CN103687928B - 包含稀土卤化物的闪烁晶体以及包括该闪烁晶体的辐射检测系统 - Google Patents

包含稀土卤化物的闪烁晶体以及包括该闪烁晶体的辐射检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种闪烁晶体，其可包括Ln(1‑y)REyX3，其中Ln表示稀土元素，RE表示不同的稀土元素，y具有在0至1范围内的值，且X表示卤素。在一个实施例中，RE为Ce，且所述闪烁晶体掺杂至少大约0.0002wt.％的浓度的Sr、Ba或它们的混合物。在另一实施例中，所述闪烁晶体可具有出乎意料地改进的线性和出乎意料地改进的能量分辨率性质。在又一实施例中，一种辐射检测系统可包括所述闪烁晶体、光电传感器和电子器件。这种辐射检测系统可用于多种辐射成像应用中。

Description

包含稀土卤化物的闪烁晶体以及包括该闪烁晶体的辐射检测 系统
技术领域
本公开涉及包含稀土卤化物的闪烁晶体和包括这种闪烁晶体的辐射检测系统。
背景技术
辐射检测系统用于多种应用中。例如，闪烁器可用于医学成像，用于油气工业中的测井，以及用于环境监测、安全应用和核物理分析和应用。用于辐射检测系统的闪烁晶体可包括稀土卤化物。需要闪烁晶体的进一步的改进。
附图说明
实施例以示例的方式显示，且不限于附图。
图1包括根据一个实施例的辐射检测系统的图示。
图2包括在大约200keV至大约2600keV范围内的γ射线能量下，闪烁晶体的不同组成的完美线性偏离的图示。
图3包括在大约60keV至大约356keV范围内的γ射线能量下，闪烁晶体的不同组成的完美线性偏离的图示。
图4包括掺杂Sr的闪烁晶体、掺杂Zn的闪烁晶体和标准闪烁晶体的能量分辨率随能量而变化的图。
图5包括掺杂Sr的闪烁晶体、掺杂Zn的闪烁晶体和标准闪烁晶体的能量分辨率比例随能量而变化的图。
图6包括掺杂Sr的闪烁晶体、掺杂Zn的闪烁晶体和标准闪烁晶体的发射光谱。
本领域技术人员了解，图中的元件为了简单和清晰而显示，且不必按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸可相对于其他元件增大，以协助增进对本发明的实施例的理解。
具体实施方式
提供结合附图的如下描述以协助理解本文公开的教导。如下讨论将集中于教导的具体实施和实施例。提供该焦点以协助描述教导，且该焦点不应被解释为对教导的范围或适用性的限制。
当指代值时，术语“平均”旨在意指平均值、几何平均值或中值。
术语“对应的未经掺杂的闪烁晶体”旨在意指特定的闪烁晶体，其包含与这种特定的闪烁晶体所比较的经掺杂的闪烁晶体基本上相同比例的相同的一种或多种卤素和一种或多种稀土元素。例如，包含掺杂Sr的La1.9Ce0.1Br3的经掺杂的闪烁晶体具有对应的未经掺杂的闪烁晶体La1.9Ce0.1Br3。应注意经掺杂的和对应的未经掺杂的闪烁晶体中的每一个具有痕量水平可检测的杂质；然而，对应的未经掺杂的闪烁晶体不包含在形成闪烁晶体时单独添加的掺杂剂。
如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”或它们的任何其他变体旨在涵盖非排他性的包括。例如，包括一系列特征的过程、方法、制品或装置不必仅限于那些特征，而是可包括未明确列出的或这些过程、方法、制品或装置所固有的其他特征。此外，除非明确相反指出，“或”指包括性的或，而非排他性的或。例如，条件A或B由如下任一者满足：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，以及A和B均为真(或存在)。
“一种”的使用用于描述本文描述的元件和部件。这仅为了便利，并提供本发明的范围的一般含义。该描述应理解为包括一种或至少一种，且单数也包括复数，反之亦然，除非其明显具有相反含义。
除非另外定义，本文所用的所有技术和科学术语与本发明所属领域中的普通技术人员所通常理解的具有相同的含义。材料、方法和实例仅为说明性的，且不旨在为限制性的。对于本文未描述的程度，有关具体材料和加工行为的许多细节为常规的，并可在闪烁和辐射检测领域内的教科书和其他来源中找到。
图1示出了辐射检测器系统100的一个实施例。辐射检测器系统可为医学成像装置，测井装置、安全检查装置、核物理应用等。在一个特定实施例中，辐射检测系统可用于γ射线分析，如单正电子发射计算机断层摄影术(SPECT)或正电子发射断层摄影(PET)分析。
在所示的实施例中，辐射检测器系统100包括光电传感器101、光接口103和闪烁器件105。尽管光电传感器101、光接口103和闪烁器件105显示为彼此分开，但本领域技术人员将了解光电传感器101和闪烁器件105可联接至光接口103，且光接口103设置于光电传感器101与闪烁器件105之间。闪烁器件105和光电传感器101可以以其他已知的联接方法(如使用光学凝胶或结合剂，或直接通过光学联接的元件的分子粘结)而光学联接至光接口103。
光电传感器101可为光电倍增管(PMT)、半导体基光电倍增器或混合光电传感器。光电传感器101可经由输入窗口116接收由闪烁器件105发射的光子，并基于其接收的光子数而产生电脉冲。光电传感器101电联接至电子模块130。电脉冲可由电子模块130整形、数字化、分析或它们的任意组合，以提供在光电传感器101处接收的光子的计数或其他信息。电子模块130可包括放大器、前置放大器、鉴别器、模拟数字信号转换器、光子计数器、另一电子部件，或它们的任意组合。光电传感器101可容纳于由能够保护光电传感器101、电子模块130或它们的组合的材料(如金属、金属合金、其他材料，或它们的任意组合)制得的管或外壳内。
闪烁器件105包括闪烁晶体107。闪烁晶体107的组成将在本说明书下文更详细地描述。闪烁晶体107基本上被反射器109围绕。在一个实施例中，反射器109可包括聚四氟乙烯(PTFE)、适于反射由闪烁晶体107发射的光的另一材料，或它们的组合。在一个示例性实施例中，反射器109可基本上被减震构件111围绕。闪烁晶体107、反射器109和减震构件111可容纳于壳体113内。
闪烁器件105包括至少一个稳定机构，所述至少一个稳定机构适于减少闪烁晶体107与辐射检测系统100的其他元件(如光接口103、壳体113、减震元件111、反射器109或它们的任意组合)之间的相对移动。稳定结构可包括弹簧119、弹性体、另一合适的稳定机构，或它们的组合。稳定机构可适于将侧向力、水平力或它们的组合施加至闪烁晶体107，以稳定其相对于辐射检测系统100的一种或多种其他元件的位置。
如所示，光接口103适于在光电传感器101与闪烁器件105之间联接。光接口103也适于促进光电传感器101与闪烁器件105之间的光联接。光接口103可包括聚合物，如硅橡胶，所述聚合物极化以排列闪烁晶体107和输入窗口116的反射指数。在其他实施例中，光接口103可包括凝胶或胶体(包括聚合物)和另外的元件。
闪烁晶体107可包括稀土卤化物。如本文所用，稀土元素包括Y、Sc和镧系元素。在一个实施例中，闪烁晶体107可包括一种或多种其他稀土元素。因此，闪烁晶体107可具有如下所述的化学式。
Ln(1-y)REyX3，其中：
Ln表示稀土元素；
RE表示不同的稀土元素；
y具有0至1式单位(“f.u.”)范围内的值；且
X表示卤素。
在特定实施例中，Ln可包括La、Gd、Lu或它们的任意混合物；且RE可包括Ce、Eu、Pr、Tb、Nd或它们的任意混合物。在一个特定实施例中，闪烁晶体107可为La(1-y)CeyBr3。在特定实施例中，LaBr3和CeBr3在所述组成的范围内。
在另一实施例中，y可为0f.u.，至少大约0.0001f.u.，至少0.001f.u.或至少大约0.05f.u.。在另一实施例中，y可为1f.u.，不大于大约0.2f.u.，不大于大约0.1f.u.，不大于大约0.05f.u，或不大于大约0.01f.u.。在一个特定实施例中，y在大约0.01f.u.至大约0.1f.u.的范围内。X可包括单个卤素或卤素的任意混合物。例如，X可包括Br、I或它们的任意混合物。
稀土卤化物还可包括Sr、Ba或它们的任意混合物。在一个实施例中，Sr、Ba或它们的任意混合物在闪烁晶体中的含量可为至少大约0.0002wt.％，至少大约0.0005wt.％，或至少大约0.001wt.％。在另一实施例中，Sr、Ba或它们的任意混合物在闪烁晶体中的含量可不大于大约0.05wt.％，不大于大约0.03wt.％，不大于0.02wt.％，或不大于大约0.009wt.％。在一个特定实施例中，Sr、Ba或它们的任意混合物的含量在大约0.005wt.％至大约0.02wt.％的范围内。
起始材料可包括相同卤素或不同卤素的金属卤化物。例如，可使用稀土溴化物和SrBr2。在另一实施例中，含溴化物的化合物中的一些可由含碘化物的化合物取代。可选择起始材料，使得主要的稀土卤化物和用于闪烁晶体的另一金属卤化物各自具有大约90℃的熔点。在一个特定实施例中，各自具有大约50℃的熔点。例如，LaBr3具有大约785℃的熔点，且SrBr2具有大约640℃的熔点。当熔点彼此更接近时，如果需要或希望，可将更多的掺杂剂掺入闪烁晶体中。在另一实施例中，可使用BaBr2或SrBr2和BaBr2的任意混合物。
可使用常规技术由熔体形成闪烁晶体。方法可包括Bridgman法或Czochralski晶体生长方法。
相比于其他稀土卤化物闪烁晶体，包含掺杂Sr、掺杂Ba或共掺杂Sr和Ba的稀土卤化物的闪烁晶体提供了出乎意料的结果。更特别地，掺杂Sr、掺杂Ba或共掺杂Sr和Ba的闪烁晶体具有显著良好的线性、显著良好的能量分辨率和更低的带隙能量。
线性指闪烁晶体接近γ射线能量与光输出之间的完美线性比例的良好程度。线性可作为完美线性偏离而测得。具有完美线性的闪烁晶体每单位吸收能量总是产生相同数量的光子，而无论γ射线的能量如何。因此，其完美线性偏离为零。相比于在更高能量下，在更低能量下不同稀土卤化物之间的完美线性偏离更显著。更高能量的γ射线(例如大于2000keV)可碰撞闪烁晶体，所述闪烁晶体可转而产生更低能量的γ射线(例如小于300keV)。如果对于更低能量的γ射线闪烁晶体产生更少的闪烁光，则闪烁晶体具有差的线性。因此，相比于在更高γ射线能量下的响应，闪烁晶体对更低能量下的γ射线(如小于300keV)的响应对线性更重要。
完美线性偏离可如下测定。在一系列γ射线能量下收集对不同γ射线能量的响应的数据。例如，γ射线能量的范围可为60keV至6130keV。所述范围可更窄，例如60keV至2600keV。所述范围的下限可不同于60keV。所述范围的下限可小于60keV(例如20keV或40keV)或高于60keV(例如100或200keV)。在阅读本说明书之后，本领域技术人员能够选择用于他们的特定应用的能量范围。
在收集数据之后，使用最小二乘法拟合而产生具有如下等式的线性等式：
Ecalc=m*PH 等式1
其中：
Ecalc为计算能量；
PH为脉冲高度(光输出)；且
m为线条的斜率(拟合系数)。
应注意，当能量为零时，线条经过对应于零脉冲高度(无光输出)的点(0，0)。因此，当线条对应于完美线性时，不存在y轴偏移。对于特定的γ射线能量，完美线性偏差(“DFPL”)通过如下等式测定：
DFPL=((Ecalc-Eactual)／Eactual)*100％ 等式2
其中Eactual为对应于光输出的实际γ射线能量，且Ecalc使用光输出计算。
对于一组DFPL数据点，可获得平均值、最大正偏差、最大负偏差、最大偏差、前述中的任意者的绝对值，或它们的任意组合。平均值可为平均数、中值或几何平均。在一个特定实施例中，平均DFPL可根据如下等式3使用积分确定。
DFPL average = ∫ E lower E upper DFPL ( F i ) · dE i E upper - E lower 等式3
其中
DFPL(Ei)为在能量Ei下的DFPL；
Eupper为能量范围的上限；且
Elower为能量范围的下限。
对于60keV至356keV的辐射能量范围，稀土卤化物闪烁晶体可具有不小于大约-0.35％，不小于大约-0.30％，或不小于大约-0.25％，不小于大约-0.20％，或不小于大约-0.16％的完美线性偏离的平均值。对于2000keV至2600keV的辐射能量范围，完美线性偏离的平均值可基于绝对值，因为完美线性偏离可在辐射能量范围内跨越0.00％。因此，对于2000keV至2600keV的辐射能量范围，稀土闪烁晶体具有不大于大约0.07％，不大于大约0.05％，或不大于大约0.03％的基于绝对值的完美线性偏离的平均值。
在一个特定实施例中，平均值可为如上所述的DFPLaverage(等式3)。对于60keV至356keV的辐射能量范围，稀土卤化物闪烁晶体具有不小于大约0.70％，不大于大约0.65％，不大于大约0.65％，不大于大约0.60％，不大于大约0.55％，或不大于大约0.50％的最大程度的完美线性偏离的绝对值。
闪烁晶体也可具有出乎意料的良好的能量分辨率性质，如能量分辨率、能量分辨率比例和潜在的其他相关的性质。在如下段落中更详细地讨论能量分辨率和能量分辨率比例。
能量分辨率为以百分比计的在半峰全宽(“FWHM”)处的能量范围除以对应于峰值的能量。能量分辨率的更低数意指峰可更易于分辨。能量分辨率的值可取决于样品、计量设备和测量技术。在一个实施例中，能量分辨率的测量可在闪烁晶体上进行，所述闪烁晶体为直径为大约64mm(2.5英寸)，长度为大约75mm(3英寸)的直圆柱体。在一个特定实施例中，侧面和一个圆面可粗糙化至0.85微米的均方根粗糙度，在另一特定实施例中，每个晶体的另一圆面可抛光，并充当闪烁光的光学出口。在另一实施例中，晶体可在侧面和一端用反射器包围。在一个特定实施例中，反射器可为镜面反射器或漫反射器。例如，反射器可包括铝箔、镀铝聚酯(例如镀铝MylarTM牌聚酯)或聚四氟乙烯(“PTFE”)板反射器。在另一实施例中，闪烁晶体可置于外壳中，在所述外壳中闪烁光经过蓝宝石或石英窗口。
经容纳的闪烁晶体也可接合至光电倍增管。在一个实施例中，光电倍增管可为线性聚焦的非饱和光电倍增管。通过为非饱和，光电倍增管以如下模式操作：显著更高速率的光子撞击光电倍增管的光电阴极，从而产生显著更多的电子。一个示例性的光电倍增器可获自英国欧克斯桥的ET企业有限公司(ET Enterprises Ltd.of Uxbridge，U.K.)，在900V下运行的9305型。可从每个晶体组的中平面以大约150mm(6英寸)的距离每次一个地设置一个或多个所需的同位素。每个同位素和每个晶体的能谱可获自多通道分析仪，所述多通道分析仪在0.25微米-s整形时间下进行双极整形。一个示例性的多通道分析仪可获自康涅狄格州梅里登的堪培拉工业公司(Canberra Industries Inc.ofMeriden CT)，具有双极整形，0.25微米-s整形时间和11比特数字化的Aptec S5008型。
在阅读本说明书之后，本领域技术人员将了解，如果样品制备、计量设备和测量技术改变，则他们所获得的能量分辨率值可改变。如下描述的能量分辨率值可使用之前描述的样品制备、计量设备和测量条件获得，以提供不同样品之间更准确的能量分辨率值的比较。
在122keV下，能量分辨率不大于大约6.40％，不大于大约6.35％，不大于大约6.30％，不大于大约6.20％，不大于大约6.10％。在一个特定实施例中，在122keV下，能量分辨率不大于大约6.00％。在662keV下，能量分辨率不大于大约2.90％，不大于大约2.85％，不大于大约2.80％，不大于大约2.75％，或不大于大约2.70％。在一个特定实施例中，在662keV下，能量分辨率不大于大约2.65％。在2615keV下，能量分辨率不大于大约1.90％，不大于大约1.85％，不大于大约1.80％，不大于大约1.75％，或不大于大约1.70％。在一个特定实施例中，在2615keV下，能量分辨率不大于大约1.65％。
能量分辨率比例(“ER比”)可用于比较特定能量或能量范围的材料的不同组成的能量分辨率。相比于能量分辨率，ER比可提供更好的比较，因为ER比可使用基本上相同的晶体尺寸和计量设备和技术获得。因此，可基本上消除基于样品尺寸和计量设备和技术的变化。
在一个实施例中，ER比为在特定能量或能量范围下特定晶体的能量分辨率除以在基本上相同能量或能量范围下另一晶体的能量分辨率，其中所述晶体具有大约相同的尺寸，且使用相同或基本上相同的计量设备和技术获得晶体的能谱。当比较具有本文所述的组成的特定闪烁晶体与具有不同组成的不同闪烁晶体时，ER比出乎意料地更低，这提供了更准确的能量峰值检测。当比较特定能量范围的闪烁晶体时，对于60keV至729keV范围内的能量ER比可不大于大约0.970，对于122keV至2615keV范围内的能量ER比可不大于大约0.950，对于583keV至2615keV范围内的能量ER比可不大于大约0.920，对于662keV至2615keV范围内的能量ER比可不大于大约0.900，或它们的任意组合。当比较特定能量范围的闪烁晶体时，对于60keV的能量ER比可不大于大约0.985，对于122keV的能量ER比可不大于大约0.980，对于239keV的能量ER比可不大于大约0.980，对于511keV的能量ER比可不大于大约0.970，对于583keV的能量ER比可不大于大约0.970，对于662keV的能量ER比可不大于大约0.970，对于729keV的能量ER比可不大于大约0.970，或对于2615keV的能量ER比可不大于大约0.950，或它们的任意组合。
可获得掺杂Sr、掺杂Ba、掺杂Mg、掺杂Zn和未经掺杂的Ln(1-y)REyX3闪烁晶体的ER比。掺杂Sr和掺杂Zn的闪烁晶体的ER比(Sr／Zn)和掺杂Sr和未经掺杂的闪烁晶体的ER比(Sr／未经掺杂的)可满足之前描述的特定能量和能量范围的ER比值中的任意者或全部。掺杂Zn和标准闪烁晶体的ER比(Zn／未经掺杂的)不满足之前描述的特定能量和能量范围的ER比值的任意者。尽管当相比于未经掺杂的闪烁晶体时掺杂Mg和掺杂Zn的闪烁晶体中的每一个具有小于1的ER比，但ER比仅略微小于1。因此，掺杂Mg和掺杂Zn的闪烁晶体就相比于未经掺杂的闪烁晶体的改进的能量分辨率而言仅具有微小的改进。
闪烁晶体可在比对应于对应的未经掺杂的闪烁晶体的荧光峰的波长大至少大约20nm的波长下具有荧光峰。在一个实施例中，掺杂Sr、掺杂Ba或共掺杂Sr和Ba的闪烁晶体在比对应于对应的未经掺杂的闪烁晶体的荧光峰的波长大大约25nm至大约50nm范围内的波长下具有荧光峰。在一个特定实施例中，相比于在大约355nm至大约360nm范围内的波长下具有荧光峰的对应的未经掺杂的闪烁晶体(即，由与掺杂Sr、掺杂Ba或共掺杂Sr和Ba的闪烁晶体基本上相同的一种或多种卤素和一种或多种稀土元素组成的闪烁晶体)，掺杂Sr、掺杂Ba或共掺杂Sr和Ba的闪烁晶体可在大约375nm至大约380nm范围内的波长下具有荧光峰。光电传感器可对蓝光或绿光更敏感，因此，相比于未经掺杂的闪烁晶体，这种光电传感器可对掺杂Sr、掺杂Ba或共掺杂Sr和Ba的闪烁晶体具有更高的量子效率。
闪烁晶体可具有比对应的未经掺杂的闪烁晶体的带隙能量小至少大约0.05eV的能量带隙。在一个实施例中，闪烁晶体可具有比对应的未经掺杂的闪烁晶体的带隙能量小至少大约0.10eV，小至少大约0.15eV，或小至少0.20eV的能量带隙。在一个特定实施例中，掺杂Sr的闪烁晶体具有大约3.26eV至大约3.31eV范围内的带隙能量，且对应的未经掺杂的闪烁晶体具有大约3.44eV至大约3.49eV范围内的带隙能量。对于相同能量的γ射线，相比于具有更高带隙能量的闪烁晶体，具有更低带隙能量的闪烁晶体允许产生更多的闪烁光。
许多不同的方面和实施例是可能的。那些方面和实施例中的一些描述于本文。在阅读本说明书之后，本领域技术人员将了解那些方面和实施例仅为说明性的，且不限制本发明的范围。另外，本领域技术人员将理解包括模拟电路的一些实施例可使用数字电路类似地实施，反之亦然。
在第一方面，一种闪烁晶体可包括Ln(1-y)REyX3：Me2+，其中Ln表示稀土元素，Me2+表示具有至少大约0.0002wt.％的浓度的Sr、Ba或它们的任意混合物，RE表示不同的稀土元素，y具有在0至1范围内的值，且X表示卤素。
在第二方面，一种辐射检测系统可包括闪烁晶体，所述闪烁晶体包括Ln(1-y)REyX3：Me2+，其中Ln表示稀土元素，Me2+表示具有至少大约0.0002wt.％的浓度的Sr、Ba或它们的任意混合物，RE表示不同的稀土元素，y具有在0至1范围内的值，且X表示卤素。所述辐射检测系统还可包括任选地连接至所述闪烁晶体的光电传感器。
一种闪烁晶体可包括Ln(1-y)REyX3：Me2+，其中Ln表示稀土元素，RE表示不同的稀土元素，y具有在0至1范围内的值，且X表示卤素，且Sr具有至少大约0.0002wt.％的浓度。
在第二方面，一种辐射检测系统可包括闪烁晶体和任选地联接至所述闪烁晶体的光电传感器。所述闪烁晶体可包括Ln(1-y)REyX3：Sr，其中Ln表示稀土元素，RE表示不同的稀土元素，y具有在0至1范围内的值，且X表示卤素，且Sr具有至少大约0.0002wt.％的浓度。
在第三方面，一种闪烁晶体可包括Ln(1-y)REvX3，其中Ln表示稀土元素，RE表示不同的稀土元素，y具有在0至1范围内的值，且X表示卤素。所述闪烁晶体可具有包括如下的性质：对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不小于大约-0.35％的完美线性偏离的平均值；对于2000keV至2600keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不小于大约0.07％的完美线性偏离的平均值；对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不大于大约0.7％的最大程度的完美线性偏离的绝对值；在122keV下不大于大约6.35％的能量分辨率；在662keV下不大于大约2.90％的能量分辨率；在2615keV下不大于大约1.90％的能量分辨率；或它们的任意组合。
在第四方面，一种闪烁晶体可包括Ln(1-y)REyX3，其中Ln表示稀土元素，RE表示不同的稀土元素，y具有在0至1范围内的值，且X表示卤素。能量分辨率比例为闪烁晶体的能量分辨率除以具有不同组成的不同闪烁晶体的不同能量分辨率。对于在60至729keV范围内的能量，能量分辨率比例可不大于大约0.970，对于在122keV至2615keV范围内的能量，能量分辨率比例不大于大约0.950，对于583keV至2615keV范围内的能量，能量分辨率比例不大于大约0.920，对于662keV至2615keV范围内的能量，能量分辨率比例不大于大约0.900，对于60keV的能量不大于大约0.985的能量分辨率比例，对于122keV的能量不大于大约0.980的能量分辨率比例，对于239keV的能量不大于大约0.980的能量分辨率比例，对于511keV的能量不大于大约0.970的能量分辨率比例，对于583keV的能量不大于大约0.970的能量分辨率比例，对于662keV的能量不大于大约0.970的能量分辨率比例，对于729keV的能量不大于大约0.970的能量分辨率比例，对于2615keV的能量不大于大约0.950的能量分辨率比例，或它们的任意组合。
在前述方面和实施例的任意者的一个特定实施例中，所述闪烁晶体对于60keV的能量具有不大于大约0.985，不大于大约0.975，或不大于大约0.965的能量分辨率比例；对于122keV的能量具有不大于大约0.980，不大于大约0.950，或不大于大约0.920的能量分辨率比例；对于239keV的能量具有不大于大约0.990，不大于大约0.960，或不大于大约0.940的能量分辨率比例；对于511keV的能量具有不大于大约0.970，不大于大约0.930，或不大于大约0.900的能量分辨率比例；对于583keV的能量具有不大于大约0.980，不大于大约0.940，或不大于大约0.920的能量分辨率比例；对于662keV的能量具有不大于大约0.970，不大于大约0.910，或不大于大约0.880的能量分辨率比例；对于729keV的能量具有不大于大约0.970，不大于大约0.910，或不大于大约0.880的能量分辨率比例；对于2615keV的能量具有不大于大约0.950，不大于大约0.850，或不大于大约0.810的能量分辨率比例；或它们的任意组合。
前述方面和实施例中的任意者的另一特定实施例中，所述闪烁晶体的能量分辨率可由能谱确定，所述能谱使用闪烁晶体、光电倍增管、设置于所述闪烁晶体和所述光电倍增管之间的窗口和联接至所述光电倍增管的多通道分析仪获得。此外，所述闪烁晶体具有直径为大约64mm且长度为大约75mm的直圆柱体的形状，且所述闪烁晶体在侧面和一个端部上由反射器包围，所述窗口包括蓝宝石或石英，所述光电倍增器包括线性聚焦的非饱和光电倍增管，且所述多通道分析仪构造为在0.25微米-s整形时间下进行双极整形。在一个更特定的实施例中，能量分辨率在122keV下不大于大约6.40％，在662keV下不大于大约2.90％，在2615keV下不大于大约1.90％，或它们的任意组合。
在一个更特定的实施例中，在122keV下，能量分辨率不大于大约6.40％，不大于大约6.30％，或不大于大约6.20％，不大于大约6.10％，或不大于大约6.00％。在另一更特定的实施例中，在662keV下，能量分辨率不大于大约2.90％，不大于大约2.85％，不大于大约2.80％，不大于大约2.75％，或不大于大约2.70％，或在662keV下不大于大约2.65％。在另一更特定的实施例中，在2615keV下，能量分辨率不大于大约1.90％，不大于大约1.85％，不大于大约1.80％，不大于大约1.75％，不大于大约1.70％，或在2615keV下不大于大约1.65％。
在所述第一方面的一个实施例中，所述闪烁晶体具有包括如下的性质：对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不小于大约-0.35％的完美线性偏离的平均值；对于2000keV至2600keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不小于大约0.07％的基于绝对值的完美线性偏离的平均值；或对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不大于大约0.7％的最大程度的完美线性偏离的绝对值；在122keV下不大于大约6.35％的能量分辨率；在662keV下不大于大约2.90％的能量分辨率；在2615keV下不大于大约1.90％的能量分辨率；或它们的任意组合。
在所述第二方面的一个实施例中，其中所述闪烁晶体具有包括如下的性质：对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不小于大约-0.35％的完美线性偏离的平均值；对于2000keV至2600keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不小于大约0.07％的基于绝对值的完美线性偏离的平均值；对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不大于大约0.7％的最大程度的完美线性偏离的绝对值；在122keV下不大于大约6.35％的能量分辨率；在662keV下不大于大约2.90％的能量分辨率；在2615keV下不大于大约1.90％的能量分辨率；或它们的任意组合。
在前述方面和实施例的任意者的另一特定实施例中，所述辐射检测系统为医学成像系统。在另一特定实施例中，所述闪烁晶体掺杂Sr。在一个更特定的实施例中，闪烁晶体中的Sr含量为至少大约0.0002wt.％，至少大约0.0005wt.％，或至少大约0.001wt.％，在另一更特定的实施例中，闪烁晶体中的Sr含量不大于大约0.05wt.％，不大于大约0.03wt.％，不大于大约0.02wt.％，或不大于大约0.009wt.％。
在前述方面和实施例中的任意者的另一特定实施例中，对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不小于大约-0.35％，不小于大约-0.30％，或不小于大约-0.25％，不小于大约-0.20％，或不小于大约-0.16％的完美线性偏离的平均值。在另一特定实施例中，对于2000keV至2600keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不大于大约0.07％，不大于大约0.05％，或不大于大约0.03％的基于绝对值的完美线性偏离的平均值。
在一个更特定的实施例中，完美线性偏离的平均值通过如下确定：
DFPL average = ∫ E lower E upper DFPL ( F i ) · dE i E upper - E lower
其中
DFPL(Ei)为在能量Ei下的DFPL；
Eupper为能量范围的上限；且
Elower为能量范围的下限。
在又一特定实施例中，对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不大于大约0.70％，不大于大约0.65％，或不大于大约0.60％，或不大于大约0.55％，或不大于大约0.50％的最大程度的完美线性偏离的绝对值。
在前述方面和实施例中的任意者的另一特定实施例中，Ln包括La、Ga、Lu，或它们的任意组合。在又一特定实施例中，RE包括Ce、Eu、Pr、Tb、Nd，或它们的任意组合。在又一特定实施例中，y不大于大约0.5，不大于大约0.2，或不大于大约0.09。在又一特定实施例中，y为至少大约0.005，至少大约0.01，或至少大约0.02。在又一实施例中，Ln为La，RE为Ce，且X为Br。在一个特定实施例中，y为0.2f.u.。
在前述方面和实施例中的任意者的另一特定实施例中，所述闪烁晶体能够在第一波长处发射第一荧光峰，并在第二波长处发射第二荧光峰，其中所述第二波长比所述第一波长大至少大约15nm。在一个更特定的实施例中，所述第二波长在比所述第一波长大大约20nm至大约40nm的范围内。在又一特定实施例中，所述闪烁晶体具有比对应的未经掺杂的闪烁晶体的带隙能量小至少大约0.05eV，小至少大约0.10eV，小至少大约0.15eV，或小至少0.20eV的能量带隙。
实例
本文描述的概念将在实例中进一步描述，所述实例不限制权利要求书中所述的本发明的范围。实例显示了不同组成的闪烁晶体的性能。为了便利，在该实例部分中公开的数值可为近似的或四舍五入的。
使用LaBr3、CeBr3以及(如果掺杂)SrBr2、BaBr2、MgBr2或ZnBr2从开放坩埚形成闪烁晶体。由于ZnBr2在大约大气压下在大约700℃下升华，且由于在REBr3晶体的缓慢生长阶段过程中闪烁晶体的熔融组成保持在ZnBr2的升华点以上的温度下以形成不具有过多晶体缺陷的闪烁晶体，因此将Zn掺入晶体是困难的。闪烁晶体具有如表1所列的如下组成。
表1
分析闪烁晶体的线性、能量分辨率和带隙能量。线性和能量分辨率部分获自能谱数据。闪烁晶体为直径为大约64mm(2.5英寸)且长度为大约75mm(3英寸)的直圆柱体。将侧面和一个圆面粗糙化，以提高闪烁光的收集。表面的特征在于0.85微米的均方根粗糙度。每个晶体的另一圆面抛光，并用作闪烁光的光学出口。然后在侧面和一端用大约0.5mm(0.02英寸)的Teflon板反射器包围晶体。光学出口接合至大约1.5mm(0.06英寸)厚的透明硅橡胶。将经包围和接合的晶体插入具有蓝宝石窗口钛外壳中。外壳焊接封闭，并且为密封的。该晶体组接合至光电倍增管(英国欧克斯桥的ET企业有限公司(ET EnterprisesLtd.ofUxbridge，U.K.)，在900V下运行的9305型)。测量晶体对数个γ射线发射同位素的响应。这些同位素包括241Am、133Ba、57Co、137Cs和228Th.它们在60、81、122、239、356、662、583、727、861、2104和2615keV下产生γ射线光峰。可从每个晶体组的中平面以大约150mm(6英寸)的距离每次一个地设置同位素。每个同位素和每个晶体的能谱使用多通道分析仪获取(康涅狄格州梅里登的堪培拉工业公司(Canberra Industries Inc.ofMeriden CT)，AptecS5008型，双极整形，0.25微米-s整形时间，11比特数字化)。
图2和3包括完美线性偏离随着用于具有表1所述的组成的闪烁晶体的γ射线能量而变化的图。使用前述方法确定DPFL值。相比于掺杂Zn的闪烁晶体和标准闪烁晶体，掺杂Sr的闪烁晶体具有显著更小的完美线性偏离。
图2显示了对于大于200keV至大约2600keV范围内的γ射线能量的完美线性偏离。在大于2000keV的能量下，相比于掺杂Zn的闪烁晶体和标准闪烁晶体中的每一个，掺杂Sr的闪烁晶体具有更低的DFPLaverage。对于大约2000keV至大约2600keV的能量范围，标准闪烁晶体具有+0.091％的DFPLaverage，且掺杂Zn的闪烁晶体具有+0.073％的DFPLaverage。对于相同的能量范围，掺杂Sr的闪烁晶体具有+0.030％的最低DFPLaverage，因此，对于2000keV至2600keV的γ射线能量，掺杂Sr的闪烁晶体显著优于标准闪烁晶体和掺杂Zn的闪烁晶体。
在1500keV以下，标准闪烁晶体具有随着γ射线能量变得更小而变得显著更差的完美线性偏离。掺杂Zn的闪烁晶体同样具有明显的偏离，但明显偏离在大约300keV处发生。对于不大于大约356keV的特定γ射线能量，相比于掺杂Zn的闪烁晶体和标准闪烁晶体，掺杂Sr的闪烁晶体具有显著更接近零的完美线性偏离。
如前所述，在更低γ射线能量完美线性偏离更显著，因为更高能量的γ射线可与闪烁晶体碰撞，并产生更低能量的γ射线。图3包括当暴露于大约60keV至大约356keV范围内的γ射线能量时闪烁晶体所收集的数据。使用等式3确定DFPLaverage。
表2
对于大约60keV至大约356keV的γ能量范围，标准闪烁晶体具有-0.64％的DFPLaverage，且最大程度的DFPL为在60keV处出现的-1.11％(绝对值为1.11％)。对于相同的γ能量范围，掺杂Zn的闪烁晶体具有-0.39％的DFPLaverage，且最大程度的DFPL为在60keV处出现的-0.73％(绝对值为0.73％)。掺杂Sr的闪烁晶体具有-0.16％的DFPLaverage，且最大程度的DFPL为在60keV处出现的-0.47％(绝对值为0.47％)。因此，相比于标准闪烁晶体和掺杂Zn的闪烁晶体中的每一个，掺杂Sr的闪烁晶体明显更好，并具有更小的完美线性偏离。
能量分辨率(“ER”)获自使用如前所述的样品和设备收集的数据。能量分辨率比例(“ER比”)为，对于特定的能量或能量范围，特定样品的能量分辨率除以另一样品的能量分辨率的比例。表3包括未经掺杂的、掺杂Sr的和掺杂Zn的晶体的能量分辨率数据，且表4包括未经掺杂的、掺杂Ba的和掺杂Mg的晶体的能量分辨率数据。
表3
形成另外的闪烁晶体并评价其在662keV下的能量分辨率。对于两个另外的掺杂Sr的闪烁晶体，两者的能量分辨率为2.70％，对于52另外的标准闪烁晶体，闪烁晶体的能量分辨率为3.02％，且标准偏差为0.13％。
表4
数据显示，相比于未经掺杂的闪烁晶体、掺杂Mg的闪烁晶体和掺杂Zn的闪烁晶体，掺杂Sr的闪烁晶体和掺杂Ba的闪烁晶体具有显著改进的能量分辨率。因此，Sr、Ba和Sr与Ba的任意混合物非常适合作为掺杂剂以改进稀土卤化物的能量分辨率。
图4包括掺杂Sr的闪烁晶体、掺杂Zn的闪烁晶体和标准闪烁晶体的能量分辨率随在60至729keV范围内的能量而变化的图。相比于掺杂Zn的闪烁晶体和未经掺杂的闪烁晶体，掺杂Sr的闪烁晶体明显具有优越的能量分辨率。掺杂Sr的闪烁晶体相比于标准闪烁晶体的能量分辨率的改进比掺杂Zn的闪烁晶体与标准闪烁晶体之间的差异大至少四倍。特别地，在122keV下，掺杂Sr的闪烁晶体的能量分辨率比标准闪烁晶体的能量分辨率小0.63％，而掺杂Zn的闪烁晶体的能量分辨率仅仅比标准闪烁晶体的能量分辨率小0.10％。在662keV下，掺杂Sr的闪烁晶体的能量分辨率比标准闪烁晶体的能量分辨率小0.36％，而掺杂Zn的闪烁晶体的能量分辨率仅仅比标准闪烁晶体的能量分辨率小0.06％。在2615keV下，掺杂Sr的闪烁晶体的能量分辨率比标准闪烁晶体的能量分辨率小0.40％，而掺杂Zn的闪烁晶体的能量分辨率仅仅比标准闪烁晶体的能量分辨率小0.09％。在其他能量下，相比于掺杂Zn的闪烁晶体和标准闪烁晶体，掺杂Sr的闪烁晶体具有更低的能量分辨率。改进的能量分辨率意指可更快地更准确地分辨峰，并可在检测峰与由于背景噪声而不检测峰之间产生差异。
表3和图5包括在比较掺杂Sr的闪烁晶体、掺杂Zn的闪烁晶体和标准闪烁晶体时与ER比相关的信息。特定的比较在掺杂Sr的闪烁晶体与掺杂Zn的闪烁晶体之间、掺杂Sr的闪烁晶体与标准闪烁晶体之间，以及在掺杂Zn的闪烁晶体与标准闪烁晶体之间。当使用ER比时，相比于其他闪烁晶体，特定类型的闪烁晶体将具有更好的能量分辨率。与仅使用能量分辨率相反，通过使用ER比，两种不同的闪烁晶体之间的比较应该对能量的依赖性更小。
如在图5中可以看出，掺杂Sr的闪烁晶体的ER比显著优于掺杂Zn的闪烁晶体和标准闪烁晶体。Sr／Std的ER比在60keV下为0.961，降低至在729keV下的0.878，且在2615keV下仅为0.801。不同于掺杂Sr的闪烁晶体，相比于标准掺杂的闪烁晶体，掺杂Zn的闪烁晶体仅略微改进。Zn／Std的ER比在239keV下接近1，且对于60至729keV范围内的能量，仅在511keV下达到0.972。在甚至高能量下，如在2615keV下，Zn／Std的ER比达到0.960那样低。
获得闪烁晶体的发射光谱的数据并示于图6中。掺杂Sr的闪烁晶体在375至380nm范围内的波长下具有峰值发射强度，且在更短波长下不具有明显的峰。掺杂Zn的闪烁晶体和标准闪烁晶体在350至360nm下具有峰值发射强度。相比于紫外辐射，许多光电传感器对蓝光和绿光具有更高的量子效率。因此，相比于掺杂Zn的闪烁晶体和标准闪烁晶体，掺杂Sr的闪烁晶体更佳适用于许多辐射检测器。
应注意，不需要如上在一般性描述或实例中所述的所有活动，可能不需要具体活动的一部分，以及除了所述的那些之外可进行一种或多种另外的活动。此外，活动列出的顺序并不必需是进行活动的顺序。
为了清晰，在分开的实施例的情况下在本文描述的某些特征也可在单个实施例中组合提供。相反，为了简便，在单个实施例中描述的各种特征也可分开地或在任何亚组合中提供。此外，对范围中所述的值的引用包括在该范围内的每一个值。
益处、其他优点和问题的解决方法已关于具体实施例如上进行描述。然而，益处、优点、问题的解决方法和可能使任何益处、优点或解决方法出现或变得更明显的任何特征不应被解释为任何权利要求或所有权利要求的关键、所需或必要特征。
本文描述的实施例的详述和显示旨在提供对各个实施例的结构的一般理解。详述和显示不旨在充当使用本文所述的结构或方法的装置和系统的全部元件和特征的穷举全面的描述。分开的实施例也可在单个实施例中组合提供，相反，为了简明而在单个实施例的情况下描述的各个特征也可分开提供或以任何亚组合提供。此外，对范围中所述的值的引用包括在该范围内的每一个值。仅在阅读本说明书之后，许多其他实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。其他实施例可使用并衍生自本公开，从而可在不偏离本公开的范围的情况下进行结构替换、逻辑替换或另一改变。因此，本公开应被视为示例性的而非限制性的。

Claims (41)

1.一种闪烁晶体，其包含：
Ln(1-y)REyX3:Me2+，其中：
Ln为La；
Me表示Sr、Ba或它们的任意混合物，并具有至少0.0002wt.％的浓度；
RE为Ce；
y具有0至0.5范围内的值；且
X表示卤素。
2.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中所述闪烁晶体具有包括如下的性质：
对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不小于-0.35％的完美线性偏离的平均值；
对于2000keV至2600keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不大于0.07％的完美线性偏离的平均值；
对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不大于0.7％的最大程度的完美线性偏离的绝对值；或
它们的任意组合。
3.根据权利要求2所述的闪烁晶体，其中所述闪烁晶体具有包括如下的性质：对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不小于-0.35％的完美线性偏离的平均值。
4.根据权利要求2所述的闪烁晶体，其中所述闪烁晶体具有包括如下的性质：对于2000keV至2600keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不大于0.07％的完美线性偏离的平均值。
5.根据权利要求2所述的闪烁晶体，其中所述闪烁晶体具有包括如下的性质：对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不大于0.7％的最大程度的完美线性偏离的绝对值。
6.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于在60至729keV范围内的能量，所述闪烁晶体具有不大于0.970的能量分辨率比例，其中所述能量分辨率比例为闪烁晶体的能量分辨率除以选自Ln(1-y)REyX3和Ln(1-y)REyX3:Zn的组成的不同闪烁晶体的不同能量分辨率。
7.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于在122至2615keV范围内的能量，所述闪烁晶体具有不大于0.950的能量分辨率比例，其中所述能量分辨率比例为闪烁晶体的能量分辨率除以选自Ln(1-y)REyX3和Ln(1-y)REyX3:Zn的组成的不同闪烁晶体的不同能量分辨率。
8.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于在583至2615keV范围内的能量，所述闪烁晶体具有不大于0.920的能量分辨率比例，其中所述能量分辨率比例为闪烁晶体的能量分辨率除以选自Ln(1-y)REyX3和Ln(1-y)REyX3:Zn的组成的不同闪烁晶体的不同能量分辨率。
9.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于在662至2615keV范围内的能量，所述闪烁晶体具有不大于0.900的能量分辨率比例，其中所述能量分辨率比例为闪烁晶体的能量分辨率除以选自Ln(1-y)REyX3和Ln(1-y)REyX3:Zn的组成的不同闪烁晶体的不同能量分辨率。
10.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于60keV的能量，所述闪烁晶体具有不大于0.985的能量分辨率比例，其中所述能量分辨率比例为闪烁晶体的能量分辨率除以选自Ln(1-y)REyX3和Ln(1-y)REyX3:Zn的组成的不同闪烁晶体的不同能量分辨率。
11.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于122keV的能量，所述闪烁晶体具有不大于0.980的能量分辨率比例，其中所述能量分辨率比例为闪烁晶体的能量分辨率除以选自Ln(1-y)REyX3和Ln(1-y)REyX3:Zn的组成的不同闪烁晶体的不同能量分辨率。
12.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于239keV的能量，所述闪烁晶体具有不大于0.990的能量分辨率比例，其中所述能量分辨率比例为闪烁晶体的能量分辨率除以选自Ln(1-y)REyX3和Ln(1-y)REyX3:Zn的组成的不同闪烁晶体的不同能量分辨率。
13.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于511keV的能量，所述闪烁晶体具有不大于0.970的能量分辨率比例，其中所述能量分辨率比例为闪烁晶体的能量分辨率除以选自Ln(1-y)REyX3和Ln(1-y)REyX3:Zn的组成的不同闪烁晶体的不同能量分辨率。
14.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于583keV的能量，所述闪烁晶体具有不大于0.980的能量分辨率比例，其中所述能量分辨率比例为闪烁晶体的能量分辨率除以选自Ln(1-y)REyX3和Ln(1-y)REyX3:Zn的组成的不同闪烁晶体的不同能量分辨率。
15.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于662keV的能量，所述闪烁晶体具有不大于0.970的能量分辨率比例，其中所述能量分辨率比例为闪烁晶体的能量分辨率除以选自Ln(1-y)REyX3和Ln(1-y)REyX3:Zn的组成的不同闪烁晶体的不同能量分辨率。
16.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于729keV的能量，所述闪烁晶体具有不大于0.970的能量分辨率比例，其中所述能量分辨率比例为闪烁晶体的能量分辨率除以选自Ln(1-y)REyX3和Ln(1-y)REyX3:Zn的组成的不同闪烁晶体的不同能量分辨率。
17.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于2615keV的能量，所述闪烁晶体具有不大于0.950的能量分辨率比例，其中所述能量分辨率比例为闪烁晶体的能量分辨率除以选自Ln(1-y)REyX3和Ln(1-y)REyX3:Zn的组成的不同闪烁晶体的不同能量分辨率。
18.根据前述权利要求中任一项所述的闪烁晶体，其中所述闪烁晶体的能量分辨率由能谱确定，所述能谱使用闪烁晶体、光电倍增管、设置于所述闪烁晶体与所述光电倍增管之间的窗口和联接至所述光电倍增管的多通道分析仪获得，其中：
所述闪烁晶体具有直径为64mm且长度为75mm的直圆柱体的形状，且所述闪烁晶体在侧面和一端上由反射器包围；
所述窗口包括蓝宝石或石英；
所述光电倍增管包括线性聚焦的非饱和光电倍增管；且
所述多通道分析仪构造为在0.25微米-s整形时间下进行双极整形；且
能量分辨率在122keV下不大于6.40％，在662keV下不大于2.90％，在2615keV下不大于1.90％，或它们的任意组合。
19.根据权利要求18所述的闪烁晶体，其中所述能量分辨率在122keV下不大于6.40％。
20.根据权利要求18所述的闪烁晶体，其中所述能量分辨率在122keV下不大于6.00％。
21.根据权利要求18所述的闪烁晶体，其中所述能量分辨率在662keV下不大于2.90％。
22.根据权利要求18所述的闪烁晶体，其中所述能量分辨率在662keV下不大于2.65％。
23.根据权利要求18所述的闪烁晶体，其中所述能量分辨率在2615keV下不大于1.90％。
24.根据权利要求18所述的闪烁晶体，其中所述能量分辨率在2615keV下不大于1.65％。
25.根据权利要求1-17中任一项所述的闪烁晶体，其中所述闪烁晶体掺杂Sr。
26.根据权利要求25所述的闪烁晶体，其中在所述闪烁晶体中的Sr含量为至少0.0002wt.％。
27.根据权利要求25所述的闪烁晶体，其中在所述闪烁晶体中的Sr含量不大于0.05wt.％。
28.根据权利要求25所述的闪烁晶体，其中在所述闪烁晶体中的Sr含量为0.001wt.％至0.009wt.％。
29.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不小于-0.25％的完美线性偏离的平均值。
30.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不小于-0.16％的完美线性偏离的平均值。
31.根据权利要求1所述的闪烁晶体，其中对于2000keV至2600keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不大于0.03％的基于绝对值的完美线性偏离的平均值。
32.根据权利要求1至17和29至31中任一项所述的闪烁晶体，其中完美线性偏离的平均值(DFPLaverage)通过如下确定：
其中
DFPL(Ei)为在能量Ei下的DFPL；
Eupper为能量范围的上限；且
Elower为能量范围的下限。
33.根据权利要求1至17和29至31中任一项所述的闪烁晶体，其中对于60keV至356keV的辐射能量范围，所述闪烁晶体具有不大于0.70％的最大程度的完美线性偏离的绝对值。
34.根据权利要求1至17和29至31中任一项所述的闪烁晶体，其中y为至少0.005。
35.根据权利要求1至17和29至31中任一项所述的闪烁晶体，其中X为Br。
36.根据权利要求35所述的闪烁晶体，其中y不大于0.2。
37.根据权利要求1至17和29至31中任一项所述的闪烁晶体，其中所述闪烁晶体能够在第一波长处发射第一荧光峰，并在第二波长处发射第二荧光峰，其中所述第二波长比所述第一波长大至少15nm。
38.根据权利要求37所述的闪烁晶体，其中所述第二波长在比所述第一波长大20nm至40nm的范围内。
39.根据权利要求36所述的闪烁晶体，其中所述闪烁晶体具有比对应的未经掺杂的闪烁晶体的带隙能量小至少0.05eV的能量带隙。
40.一种辐射检测系统，其包括：
根据权利要求1至17中任一项所述的闪烁晶体；
任选地联接至所述闪烁晶体的光电传感器；和
置于所述光电传感器之间且将所述闪烁晶体任选地联接至所述光电传感器的光接口。
41.根据权利要求40所述的辐射检测系统，其中所述辐射检测系统为医学成像系统。
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