CN105324685A - 闪烁检测器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够耐受严酷的操作环境的改进闪烁检测器，其包括在具有氧含量不大于大约100ppb的气氛的密封壳体中的卤化物闪烁器和在密封壳体内的气氛中的氧清除剂。

Description

闪烁检测器
技术领域
本公开涉及闪烁检测器，特别地涉及具有很低氧含量的闪烁检测器。
背景技术
闪烁检测器已在各种工业应用中使用，如在石油和天然气工业中用于测井。典型地，这样的检测器具有由有效用于检测伽玛射线的活化碘化钠材料制造的闪烁晶体。一般而言，闪烁晶体封闭在包括窗口的管或壳体中，所述窗口允许辐射诱导闪烁光传到闪烁器壳体之外以便由诸如光电倍增管的光感测装置测量。光电倍增管将从闪烁器发射的光子转化成电脉冲，所述电脉冲由关联的电子器件成形和数字化，其可以记录为计数并且传输到分析设备。关于测井应用，检测伽玛射线的能力使得当伽玛射线从典型地围绕油气储层的页岩的天然发生的放射性同位素发射时能够分析岩层。
闪烁检测器的期望性质包括高分辨率、高亮度和耐受机械和热负荷的鲁棒设计，同时提供高质量气密密封以将检测器的敏感内部与严酷操作环境隔离。在该后一方面，使用闪烁检测器的通常做法是随钻测量(MWD)。对于MWD应用，检测器应当耐用，也就是说，它应当具有高耐冲击性并且能够耐受高温，同时保持合理使用寿命的性能规范。
已知稀土卤化物具有改善的闪烁性质，如分辨率和亮度。然而，这样的材料难以整合到足够耐用以耐受严酷环境和高温的检测器中。
因而，仍然需要改进的闪烁检测器，特别是包含稀土卤化物或其它现有技术的闪烁材料的闪烁检测器，其可以耐受工业应用的严苛。
发明内容
本发明的实施例提供一种能够耐受严酷操作环境的改进闪烁检测器。如本文中所述，可以通过将与闪烁器接触的O2和/或水蒸气的量减小到远低于在现有技术中出现的水平来延长在高温下操作的卤化物闪烁检测器的使用寿命。根据本发明的实施例的闪烁检测器包括在密封壳体中的卤化物闪烁器，所述密封壳体具有氧含量不大于大约100ppb的气氛；以及在所述密封壳体内的所述气氛中的氧清除剂。
前面已相当宽泛地概括本发明的特征和技术优点以便可以更好地理解接下来的本发明的详细描述。将在下文中描述另外的特征和优点。本领域的技术人员应当领会所公开的概念和具体实施例可以容易地作为修改或设计用于实现本发明的相同目的的其它结构的基础被使用。本领域的技术人员也应当认识到这样的等效构造不脱离如附带的权利要求中所述的本发明的精神和范围。
附图说明
通过参考附图可以更好地理解本公开，以及本领域的技术人员显而易见的它的许多特征和优点。
图1是根据本发明的实施例的闪烁器包装的简化示意图。
图2示出根据本发明的实施例的辐射检测器100。
图3是图2的闪烁器壳体的横截面。
图4是根据本发明的实施例的闪烁器壳体的照片。
图5是显示在175℃下随着小时变化的三个闪烁检测器的归一化光输出的绘图。
图6是显示在175℃下随着小时变化的三个闪烁检测器的能量分辨率的绘图。
附图不旨在按比例绘制。在附图中，在各图中示出的每个相同或近似相同部件由相似的数字表示。为了清楚起见，并非可在每个图中标记每个部件。
具体实施方式
本发明的实施例提供改进的闪烁检测器，其能够耐受严酷的操作环境和高温，同时保持合理使用寿命的性能。如本文中所述，可以通过将与闪烁器接触的O2和/或水蒸气的量减小到远低于在现有技术中出现的水平来延长在高温下操作的卤化物闪烁检测器的使用寿命。
考虑到闪烁器的性能，两个重要参数是光输出和能量分辨率。光输出是有多少闪烁光子传输到闪烁器之外到达光电倍增器的量度，而能量分辨率是从一个闪烁脉冲到另一个的光输出的均匀性如何的量度。
一些闪烁材料(尤其是卤化物或稀土卤化物，如LaBr3)在高温下与氧(或水蒸气)反应。氧化通过将闪烁材料的表面变为更暗的颜色使闪烁器退化。这降低光输出，原因是更暗的表面吸收光。发射光也更不均匀，这恶化能量分辨率。闪烁材料的氧化在更高的温度下增加。因此，对于在高温环境中的操作，如石油测井，其中操作温度通常为大约175℃或更高，当暴露于氧和/或水蒸气时闪烁材料的退化特别成问题。如果在加热检测器之前可以从闪烁器壳体去除残余O2和/或H2O，则可以防止氧化反应。
授予Menge等人、名称为“闪烁检测器和制造方法(ScintillationDetectorandMethodofMaking)”、转让给本申请的受让人并且通过引用完整地合并于此的美国专利No.7,820,974教导在具有不大于0.1到10ppm的O2含量的惰性气氛中组装检测器。然而申请人已发现即使使用Menge的方法和教导，闪烁检测器的过早失效仍然由O2和H2O存在于闪烁器壳体的内部而产生。申请人已发现该情况的原因是双重的：首先，很难保证闪烁器壳体内的气氛实际上具有在期望范围内的O2和H2O水平；并且第二，即使那些很少量的O2和H2O仍然足够高从而当在高温下操作时导致闪烁检测器的过早失效。
因此，本发明的优选实施例利用在密封闪烁器壳体之前放置在闪烁器壳体内的氧吸收/清除材料以进一步降低壳体内的O2水平。图1是根据本发明的实施例的闪烁检测器100的简化示意图。在图1中，为了清楚起见闪烁器壳体102显示为透明的。闪烁器104放置在壳体102内使得它朝着在壳体的前面的蓝宝石窗口106定向。在壳体102内在闪烁器104的端部和端帽108之间存在小空间(当安装时)。一定量的氧吸收丸或珠101优选地放置在壳体内部的该空间内。
氧吸收剂(有时称为氧清除剂)是能够从周围气氛吸收氧或与氧反应的材料。用于本发明的实施例的优选的氧吸收剂包括俘获氧分子而不生成H2O或也会退化闪烁材料的其它气体的化合物。优选的氧吸收剂在更高温度(高达～250℃)下也是稳定的。一种这样的氧吸收剂可以是通过氧化为铜(II)氧化物(CuO)从气氛去除氧的铜(I)氧化物(Cu2O)。类似于氧吸收材料的其它材料包括Pd、ZnO、NiO和/或Al2O3。在一些实施例中，氧吸收剂可以呈氧吸收化合物的多个珠的形式加入闪烁器外壳的内部。合适的氧吸收化合物以珠/丸形式在商业上可获得，例如来自德克萨斯州休斯敦市的ResearchCatalysts公司的商品名BASFR0-20(Pd在Al2O3上)、R0-25(Pd在Al2O3上)、R3-11(CuO和Mg-Si)、R3-11G(CuO和Mg-Si)、Cu-0226S(CuO在Al2O3上)、Ni-3288(Ni在支撑物上)、和RCI133T(CuO、ZnO、和Al2O3)。在其它实施例中，氧吸收剂可以呈任何其它形式，例如包括袋、粉末、一个或多个丸、薄片、片剂或囊的形式。
可以加入闪烁器外壳的内部的氧吸收剂的量将典型地受到可用空间限制，但是熟练技术人员将认识到不同于加入太少的确定缺点，加入太多没有多少缺点。优选地呈上述的任何形式的氧吸收剂的量将为10克或更少、5克或更少、2克或更少、1克或更少、0.5克或更少、0.1克或更少、或0.01克或更少。在一些实施例中，氧吸收剂的量将为0.01克至10克、0.01克至1克、1克至2克、2至5克、或5至10克。
在优选实施例中，密封闪烁器壳体内的氧含量(在氧含量已由氧吸收剂降低之后)将不大于100ppb。在某些其它实施例中，壳体内的氧含量甚至更小，例如不大于大约90ppb、不大于大约50ppb、不大于大约30ppb、甚至不大于大约10ppb。组装气氛可以具有在大约10ppb到100ppb之间、10ppb到50ppb之间、30ppb到50ppb之间、甚至1ppb到10ppb之间的范围内的氧含量。
类似地，密封闪烁器壳体内的气氛也优选地具有不大于大约150ppb的水蒸气含量。例如，在一个实施例中，密封闪烁器壳体内的气氛具有不大于大约50ppb、不大于大约30ppb、甚至不大于大约10ppb的水蒸气含量。根据某个实施例，密封工作箱具有在大约10ppb到100ppb之间的范围内的水蒸气含量。在一些实施例中，H2O含量可以使用用作O2吸收剂的相同化合物降低。在其它实施例中，可以使用独立的H2O吸收剂或干燥剂。
图2示出根据本发明的实施例的辐射检测器100。如图所示，辐射检测器包括光传感器110，光管103，和闪烁器壳体105。如上所述，闪烁器壳体105可以包括布置在反射器109内并且大致由其围绕的闪烁器107和减震构件111。闪烁器107、反射器109和减震构件111容纳在壳体113内，所述壳体113包括在壳体113的一个端部处的窗口115。如下面更详细地所述，在密封壳体之前，氧吸收材料也放置在壳体的后部，在闪烁器之后。
进一步参考图2，光传感器110可以是能够光谱检测和分辨的装置，如光电倍增管或其它检测装置。由闪烁晶体107发射的光子透射通过闪烁器壳体105的窗口115，通过光管103，到达光传感器110。在本领域中应当理解，光传感器110提供被检测光子的计数，所述计数提供关于由闪烁晶体检测到的辐射的数据。光传感器110可以容纳在由能够耐受和保护光传感器110的电子器件的材料(如金属、金属合金等)制造的管或外壳内。各种材料可以与光传感器110一起被提供，如在外壳内，从而在使用期间稳定装置并且保证光管103和闪烁器壳体105之间的良好光耦合。
如图所示，光管103布置在光传感器110和闪烁器壳体105之间。光管103可以便于光传感器110和闪烁器壳体105之间的光耦合。在图2的辐射检测器中，光管103可以使用提供弹簧弹性的偏压构件117耦合到闪烁器壳体105和光传感器110。这样的偏压构件117可以便于吸收检测器100的震动，这可以减小在装置的使用期间的错误读数和计数。
图3是图2的闪烁器壳体的横截面。闪烁检测器210包括布置在壳体212内的闪烁器214。闪烁器214可以是活化卤化物晶体，理想地是高性能稀土卤化物。稀土卤化物的例子包括活化稀土溴化物、氯化物和碘化物，包括活化LaBr3、LaCl3、LuI3、GdI3、或GdBr3。特定活化种类包括铈、镨、铕和钕。特定的闪烁器组合物包括铈活化溴化镧(LaBr3：Ce)、铈活化氯化镧(LaBr3：Ce)。其它材料包括铈活化碘化钆(GdI3：Ce)、铈活化碘化镥(LuI3：Ce)，并且在一些情况下，包括溴化铈(CeBr3)和氯化铈(CeCl3)。闪烁器214典型地将呈晶体的形式，但是也可以使用非晶体闪烁器，如透明陶瓷。
闪烁晶体214可以具有各种形状，如矩形，或如图所示的圆柱形表面216，包括平坦端面218和220。将领会闪烁晶体214的表面光洁度可以根据需要进行喷砂、抛光、研磨等。
进一步参考图3，壳体212可以包括壳体222，其可以为圆柱形或管状以有效地配合闪烁晶体214的选定几何形状。壳体222可以在其后端由后帽224闭合并且在其前端由光学窗口226闭合。光学窗口226可以包括透射由闪烁晶体214发出的闪烁光的材料，如蓝宝石。壳体222和后帽224可以由非透射材料制造，例如金属、金属合金等，如钛、不锈钢或铝。
在优选实施例中，氧清除剂可以在外壳内放置在闪烁器的后端和壳体的端部之间的空间中。典型地朝着壳体的端部有小空间，所述小空间具有大约1英寸的直径和1/4英寸的深度(厚度)。呈珠、丸等的形式的氧清除材料可以仅仅被倒入这样的空间中。在其它实施例中，氧清除材料可以包含在例如袋、包或金属网囊中。在一些实施例中，氧清除材料可以呈固体片剂的形式，其可以插入在壳体的端部的空间中，例如在偏压构件117、240的内部。
后帽224可以使用密封剂、机械紧固件或通过真空型周围焊接联接到壳体222。优选地，所使用的方法产生将不允许任何O2泄漏到壳体中的不透气、气密密封。壳体222可以具有在壳体壁中的凹陷以形成便于配合后帽224的焊接凸缘230。另外，后帽224可以包括在其外侧的开口使得环形凹槽234和236与圆周边缘稍稍向内间隔。焊接在焊接凸缘230的外端处被执行并且焊接凸缘230的连接部分238的减小的厚度减小焊接热，从而将热传导离开焊接凸缘以允许形成期望焊缝。
可选地，闪烁检测器210还可以包括偏压构件240，背衬板242，缓冲垫244，和端部反射器246。偏压构件240可以包括弹簧，如图所示，或其它合适的弹性偏压构件。偏压构件240用于轴向地对晶体加负荷并且朝着光学窗口226偏压它。例如，偏压构件240可以是峰对峰布置的波形弹簧的堆叠，如图所示。其它合适的偏压构件可以包括但不限于卷簧、弹性垫、气动装置或甚至包含半压缩液体或凝胶的装置。因而，适合于偏压构件240的材料可以包括金属、金属合金、聚合物等。
背衬板242在缓冲垫244的区域上分散偏压构件240的力以便大致均匀施加闪烁晶体214的后面218的压力和轴向负荷。替代地，背衬板和偏压构件可以整合到单个结构中，如在弹性体聚合物构件的情况下，其可以具有刚性加强层。缓冲垫244可以典型地由弹性材料制造，如聚合物，特别是弹性体，如硅橡胶。对于多数晶体，缓冲垫244的厚度可以在大约1.5mm到大约8mm的范围内变化。
另外，缓冲垫244可以邻近端部反射器246。端部反射器246可以包括合适的反射材料，如粉末，如铝氧化物(氧化铝)粉末，或反射带或箔，如白色多孔未烧结的PTFE材料。多孔反射材料便于空气或气体从反射膜和晶体面之间逸出并且可以避免滞留空气或气体的气穴，其可以防止端部反射器246由缓冲垫244平坦地抵靠闪烁晶体214的后端面218推动，这会对反射器-晶体界面处的反射率产生不利影响。反射材料可以具有大约0.25mm的厚度，并且可以是围绕晶体包裹至少一次的膜或金属箔片，其符合晶体端面218的表面并且提供朝着光学窗口226的合适反射。
如上所述，偏压构件240将力施加到闪烁晶体214，朝着光学窗口226推动闪烁晶体214，由此保持闪烁晶体214和光学窗口226之间的合适光耦合。可选层252(或界面垫)可以设在闪烁晶体214和光学窗口226之间以便于有效的光耦合。例如，层252可以包括透明聚合物材料，如透明硅弹性体。对于多数晶体，界面垫252的厚度可以在大约1.5mm到大约8mm的范围内。
进一步参考图3，如图所示，光学窗口226可以由在壳体222的前端处的环形唇边258保持在壳体222中。环形唇边258可以从壳体壁228径向向内突出并且可以限定开口，所述开口具有的直径小于光学窗口226的直径。另外，环形唇边258可以具有倾斜内表面260并且光学窗口226可以包括接合倾斜内表面260的相应倾斜、圆周边缘表面262。配合的倾斜表面可以由高温焊料(如95/5或90/10铅/锡焊料)气密密封。除了提供高温密封以外，焊料也有助于限制光学窗口226以免轴向推出。光学窗口226可以轴向地俘获在环形唇边258和闪烁晶体214之间使得它可以由壳体壁222径向地限制。可选地，为了允许由焊料湿润光学窗口226，光学窗口226的密封边缘表面可以包括金属化涂层，如铂。
倾斜内表面260可以向前终止于圆柱形表面266并且向后终止于圆柱形表面268。圆柱形表面268紧紧围绕光学窗口226的一部分并且向内轴向延伸到圆柱形表面270，圆柱形表面270轴向地延伸到在壳体222的相对端部处的凸缘230。光学窗口226的界面与形成于圆柱形表面268和270之间的环形肩部对准。闪烁晶体214可以大致由反射器274围绕。反射器274可以由包括粉末、箔、金属涂层或聚合物涂层的多孔材料形成。如上所述，否则可能俘获在端部反射器246和闪烁晶体214之间的空气或气体可以通过多孔反射器274逸出。
除了反射器274围绕闪烁晶体214以外，减震构件276可以大致围绕闪烁晶体214。减震构件276可以围绕并且将径向力施加到反射器274和闪烁晶体214。如图所示，减震构件276可以是圆柱形的以符合闪烁晶体214的选定形状。减震构件276可以由弹性可压缩聚合物(如弹性体)制造。另外，减震构件276的表面轮廓可以沿着长度变化以提供摩擦接合表面，由此增强壳体222内的闪烁晶体214的稳定。例如，减震构件276可以具有均匀内表面277和外表面278，或者可选地，可以具有在内表面277、外表面278或两者上轴向地或圆周地延伸的肋。而且，减震构件276可以在内表面277、外表面278或两个表面上具有突起、浅凹或其它形状不规则部以摩擦地接合闪烁晶体214和壳体222。
也如图所示，闪烁检测器210可以包括环290，所述环290从减震构件276的前端延伸到光学窗口226。环290便于闪烁检测器210的组装期间的环形界面垫252的稳定和对准。环290具有大致围绕闪烁晶体214的轴向内端部分292和大致围绕界面垫252的轴向外端部分294。轴向内端部分292和轴向外端部分294的内表面的交叉可以包括肩部296，所述肩部296便于组装期间的闪烁晶体214上的环290的定位。环290可以由弹性材料(如聚合物)制造并且可以包括硅树脂。另外的材料(如氧化铝粉末)可以被加入以增强环290的反射。环290和减震构件可以替代地作为连续一体部件整合在一起。
进一步参考如图3中所示的闪烁检测器210的部件，套筒298从光学窗口226纵向地延伸到大约后帽224。套筒298可以大致围绕减震构件276和闪烁晶体214并且在压缩状态下(当配合在壳体222内时)将径向压缩力提供给减震构件276和闪烁晶体214。将套筒298插入壳体222中需要压缩套筒，由此提供作用于晶体214的径向压缩力。适合于套筒298的材料包括弹性材料，如金属、金属合金、聚合物、碳等。另外，套筒298可以包括与壳体222的材料的摩擦系数低于减震构件276的材料与壳体222的材料的摩擦系数的材料。
图1和2中所示的辐射检测器优选地在惰性气氛中被组装以最小化与闪烁器密封在壳体内的氧或水蒸气的量。闪烁检测器的部件(包括已使用已知方法清洁和调节的闪烁晶体)放置到包含惰性气氛的工作箱中。典型地，工作箱将提供使用密封到工作箱的侧部的手套进入的大密封内部空间。工作箱内的气氛优选地包括具有低水平的污染物、特别是具有低水平的氧和水蒸气的受控气氛。因而，组装气氛优选地包含惰性或稀有气体。例如，合适的惰性气体包括氩、氦和/或氮。
在工作箱的惰性气氛内组装检测器可以包括形成如图3中所示的检测器，所述检测器例如包括闪烁晶体、反射器、减震构件、界面垫、套筒、弹簧、壳体和本文中所述的其它部件。图4是闪烁检测器400的照片，其中上述闪烁器和所有部件已组装在壳体402内。在该实施例中，氧清除材料可以在壳体404的后部、在波形弹簧偏压构件406的环内被加入。在组装部件并且加入氧吸收剂之后，可以永久地密封检测器。根据一个实施例，密封过程包括焊接或铜焊操作，其将后帽密封到壳体的后端上并且在适当位置焊接，因此提供防止O2和/或H2O蒸气泄漏到壳体中的气密密封。
如上述的Menge所教导的，惰性气氛内的O2和H2O的量理想地为O2在0.01到10ppm的范围内并且H2O在0.01到15ppm的范围内。然而申请人已发现尽管具有这些低水平，在高温下操作的闪烁检测器的过早失效仍然由O2和/或H2O存在于闪烁器壳体内而导致。
如上所述，这样的失效的原因是双重的。首先，很难保证闪烁器壳体内的气氛实际上具有如Menge所指定的范围那么低的O2和H2O水平。申请人相信在许多情况下O2和/或H2O气氛通过惰性气体中的污染、渗透到闪烁检测器组装在其中的工作箱中或通过在壳体被密封并且从惰性气氛去除之后泄漏到闪烁器壳体中而渗透壳体中的气氛。
此外，申请人发现即使那些很少量的O2和H2O仍然足够高从而当在高温下操作时导致闪烁检测器的过早失效。如下面更详细地所述，申请人相信小于0.01ppm的O2和/或H2O水平是理想的，优选的是大约3ppb乃至更小的水平。
根据本文中的实施例，发现完成的闪烁检测器具有显著的性能属性。发现使用稀土卤化物晶体和闪烁器壳体内的氧吸收剂的实施例具有超常的性能，即使在长时间暴露于高温之后。
图5是显示在175℃下随着小时变化的三个闪烁检测器的归一化光输出的绘图。绘图502和504表示在包含1.0atm的压力(大约1x10-7atm的氧的分压)下的100到200ppb的氧和1.0atm的压力下的氩体积中的小于1ppm的H2O的密封惰性气氛中组装的闪烁检测器的光输出。
绘图506表示在相同惰性气氛中组装的闪烁检测器的光输出，但是也包括在闪烁器外壳内的氧吸收剂。在图5的例子中，活化CuO(Cu-0226)用作氧吸收剂，但是可以使用其它合适的氧吸收剂，如本文中所述。
如图5中清楚地所示，在175℃下在仅仅大约10小时之后，根据常规工艺在低O2气氛中形成的闪烁检测器具有比包括氧吸收剂的闪烁检测器明显更低的光输出。此外，甚至在超过150小时之后，绘图502和504中的闪烁器的光输出仍然在退化，而绘图506中所示的包括氧吸收剂的闪烁检测器的光输出已稳定。
闪烁检测器的性能可以在相对光输出LO(r)方面进行量化，其中LO(r)＝(LO150/LO0×100％)，其中LO150是在175℃下暴露大约150小时的检测器的检测光输出，并且LO0是在175℃下暴露之前在室温下的初始检测光输出。本发明的实施例将优选地具有不小于大约75％的相对光输出LO(r)。此外，在LO200处的相对光输出将比在LO100处的输出低不超过2.5％，例如低不超过2.0％，低不超过1.0％，或不低。为了清楚起见，一般标记“LOt”在本文中用于限定在操作时间“t”之后的闪烁检测器的检测光输出。除非在本文中另外指出，光输出值在室温下进行测量，并且通过应用从钍同位素Th-232发射的2.614MeV伽玛射线生成。在暴露于高温之前在室温下测量LO0并且在将检测器从高温冷却到室温之后测量LOt，其中t＞0。
除了上述的改善光输出性能之外，根据本发明的实施例的闪烁检测器也显示出色的能量分辨率，尤其在长时间暴露于高温之后。检测器的灵敏度可以由能量分辨率或检测器精确地识别某种辐射的能量的能力量化。典型地，通过从以指定能量撞击检测器的辐射的波谱曲线(典型地，高斯形曲线)确定半高全宽(FWHM)值来量化分辨率。指定波谱曲线的FWHM值越小，能量分辨率和测量的精度越大。闪烁检测器暴露于高温通过检测器的FWHM能力的增加导致可检测的分辨率的减小。绝对能量分辨率可以由实际FWHM值限定。
图6是显示在175℃下随着小时变化的三个闪烁检测器的能量分辨率的绘图。绘图602和604表示在包含100到200ppb的氧的密封惰性气氛中组装的闪烁检测器的光输出。绘图606表示在相同惰性气氛中组装的闪烁检测器的光输出，但是也包括在闪烁器外壳内的氧吸收剂。根据本发明的实施例的检测器当在175℃下暴露150小时之后在室温下测量时显示大约2.2％的能量分辨率。当在175℃下暴露150小时之后在室温下测量时，本发明的实施例将优选地具有不大于大约2.3％、2.2％、2.1％、2.0％或甚至1.8％的能量分辨率。类似于先前所述的性能特性，一般标记“ERt”在本文中用于限定在操作时间“t”之后的闪烁检测器的能量分辨率。光输出和能量分辨率值在室温下进行测量，并且通过应用从钍同位素Th-232发射的2.614MeV伽玛射线生成。在暴露于高温之前在室温下测量ER0并且在将检测器从高温冷却到室温之后测量ERt，其中t＞0。
许多不同方面和实施例是可能的。在本文中描述那些方面和实施例中的一些。在阅读该说明书之后，熟练技术人员将领会那些方面和实施例仅仅是示例性的并且不限制本发明的范围。另外，本领域的技术人员将理解包括模拟电路的一些实施例可以类似地使用数字电路实现，反之亦然。实施例可以根据如下面列出的任意一项或多项。
项1.一种闪烁检测器，其包括：
在密封壳体中的卤化物闪烁器，所述密封壳体具有在大约1.0atm的压力下氧含量不大于大约100ppb的气氛；以及
在所述密封壳体内的所述气氛中的氧清除剂。
项2.一种闪烁检测器，其包括：
闪烁器，所述闪烁器包括通过暴露于氧被破坏的材料；
密封壳体，所述密封壳体围绕所述闪烁器并且包含在大约1.0atm的压力下氧含量不大于大约100ppb的受控气氛；以及
氧清除剂，所述氧清除剂位于所述密封壳体内的所述受控气氛中。
项3.一种闪烁检测器，其包括：
包括气密密封件的密封壳体；
在所述密封壳体内的气氛，所述气氛具有在大约1.0atm的压力下不大于大约100ppb的氧含量；
在所述密封壳体内的闪烁器；以及
氧清除剂，所述氧清除剂位于所述密封壳体内的所述受控气氛中。
项4.一种组装闪烁检测器的方法，其包括：
将闪烁器放置在壳体中；
在所述壳体内提供受控气氛，所述受控气氛具有在大约1.0atm的压力下不大于大约10ppm的氧含量；
将氧清除剂放置在所述壳体的内部；
密封所述壳体使得所述闪烁器和所述氧清除剂保持在所述密封壳体内的所述受控气氛中；
将所述闪烁器保持在小于大约150℃的温度持续足够的时间以便所述氧清除剂将所述受控气氛中的氧含量降低到小于大约100ppb、大约90ppb、大约50ppb、大约30ppb、大约10ppb、或大约1ppb到10ppb之间。
项5.一种组装闪烁检测器的方法，其包括将闪烁器和氧清除剂密封在具有氧含量不大于大约1ppm的气氛的壳体内。
项6.根据项2-5中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述闪烁器包括卤化物晶体材料。
项7.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述闪烁器包括稀土卤化物晶体材料。
项8.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述氧清除剂包括可氧化化合物。
项9.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述氧清除剂包括可氧化无机化合物。
项10.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述氧清除剂包括金属或金属氧化物。
项11.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述氧清除剂包括无机氧清除剂。
项12.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述氧清除剂包括Pd、Cu2O、CuO、ZnO、NiO、Al2O3或它们的任何组合。
项13.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述氧清除剂呈袋、粉末、一个或多个丸、薄片、片剂或囊的形式。
项14.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述氧清除剂在所述密封壳体的内部定位在所述闪烁器的后部。
项15.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其具有不小于大约75％的相对光输出LO(r)＝((LO150)/(LO0))×100％，其中LO150是在175℃下暴露大约150小时之后的所述检测器的检测光输出，并且LO0是在175℃下暴露之前在室温下的初始检测光输出。
项16.根据项0所述的闪烁检测器，其中LO(r)不小于大约80％。
项17.根据项0所述的闪烁检测器，其中在175℃下暴露200小时之后的LO(r)比在175℃下暴露100小时之后的LO(r)低不超过大约2.5％。
项18.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述闪烁器是选自活化溴化镧和活化氯化镧的材料。
项19.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述闪烁器是材料La(1-x)CexBr3，其中x＝0-1。
项20.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其还包括大致围绕所述闪烁晶体的减震构件。
项21.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其中不同于环境气氛的所述密封壳体内的所述受控气氛具有在大约1.0atm的压力下不大于大约100ppb、大约90ppb、大约50ppb、大约30ppb、大约10ppb、或大约1ppb到10ppb之间的氧含量。
项22.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其还包括反射器，所述反射器布置在所述闪烁器和所述减震构件之间并且大致围绕所述闪烁晶体。
项23.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其还包括大致围绕所述减震构件的套筒。
项24.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其还包括光耦合到所述闪烁晶体的光感测装置。
项25.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其还包括光传感器，所述光传感器光耦合到所述闪烁器并且可操作以将由所述闪烁器发射的光子转化成电信号。
项26.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其还包括耦合到所述闪烁检测器的光电倍增管、混合光电倍增器、光电二极管、或硅光电倍增器。
项27.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其还包括布置在所述闪烁检测器和所述光电倍增管之间的光管。
项28.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述密封壳体围绕所述闪烁晶体被气密密封。
项29.根据前述项中的任一项，其中所述受控气氛包括惰性气体。
项30.根据前述项中的任一项，其中所述受控气氛包括氩、氦和/或氮。
项31.根据前述项中的任一项，其中所述受控气氛包括在大约1.0atm的压力下不大于大约100ppb、大约90ppb、大约50ppb、大约30ppb、大约10ppb、或大约1ppb到10ppb之间的水蒸气的水蒸气含量。
应当注意并不需要上面在一般描述或例子中所述的所有活动，可以不需要特定活动的一部分，并且除了所述的活动以外可以执行一个或多个另外的活动。更进一步地，列出活动的顺序不必是执行它们的顺序。
本发明具有广泛的可应用性并且可以提供许多益处，如上面的例子中所述和所示。实施例将在很大程度上取决于具体应用而变化，而不是每个实施例将提供所有益处并且满足本发明可获得的所有目的。应当注意并不需要上面在一般描述或例子中所述的所有活动，可以不需要特定活动的一部分，并且除了所述的活动以外可以执行一个或多个另外的活动。更进一步地，列出活动的顺序不必是执行它们的顺序。
在前面的说明书中，已参考具体实施例描述了概念。然而，本领域的普通技术人员应当领会可以进行各种修改和变化而不脱离如下面的权利要求中所述的本发明的范围。因此，说明书和附图应当被视为是示例性的而不是限制意义，并且所有这样的修改旨在包括在本发明的范围内。在阅读说明书之后，熟练技术人员将领会为了清楚在独立实施例的背景下在本文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合地被提供。相反地，为了简洁在单个实施例的背景下描述的各种特征也可以独立地或以任何子组合被提供。此外，对用范围描述的值的引用包括范围内的每一个值。
当在本文中使用时，术语“包括”、“包含”、“具有”或它们的任何其它变型旨在涵盖非排他的包括。例如，包括特征的列表的工艺、方法、制品或装置不必仅仅被限制到那些特征，而是可以包括未明确列出的其它特征或这样的工艺、方法、制品或装置固有的其它特征。此外，除非相反地明确说明，“或”指的是兼或而不是异或。例如，条件A或B由以下的任何一个满足：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)并且B为真(或存在)，以及A和B都为真(或存在)。而且，“一”的使用用于描述本文中所述的元件和部件。这样做仅仅是为了方便和赋予本发明的范围的一般意义。该描述应当被理解为包括一个或至少一个并且单数也包括复数，除非显而易见它具有另外含义。
上面关于具体实施例描述了益处、其它优点和问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案和可以导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更显著的任何(一个或多个)特征不应当被理解为任何或所有权利要求的关键的、需要的或必要的特征。
尽管已详细地描述了本发明及其优点，但是应当理解可以对本文中所述的实施例进行各种变化、替代和更改而不脱离如附带的权利要求限定的本发明的精神和范围。而且，本申请的范围不旨在被限制到说明书中所述的工艺、机器、制造、物质的组成、手段、方法和步骤的特定实施例。本领域的普通技术人员将从本发明的公开容易领会，可以根据本发明使用当前存在的或以后开发的执行与本文中所述的相应实施例相同的功能或获得大致相同结果的工艺、机器、制造、物质的组成、手段、方法或步骤。因此，附带的权利要求旨在在其范围内包括这样的工艺、机器、制造、物质的组成、手段、方法或步骤。

Claims (15)

1.一种闪烁检测器，其包括：
在密封壳体中的卤化物闪烁器，所述密封壳体具有在大约1.0atm的压力下氧含量不大于大约100ppb的气氛；以及
在所述密封壳体内的所述气氛中的氧清除剂。
2.一种闪烁检测器，其包括：
闪烁器，所述闪烁器包括通过暴露于氧被破坏的材料；
密封壳体，所述密封壳体围绕所述闪烁器并且包含在大约1.0atm的压力下氧含量不大于大约100ppb的受控气氛；以及
氧清除剂，所述氧清除剂位于所述密封壳体内的所述受控气氛中。
3.一种闪烁检测器，其包括：
包括气密密封件的密封壳体；
在所述密封壳体内的气氛，所述气氛具有在大约1.0atm的压力下不大于大约100ppb的氧含量；
在所述密封壳体内的闪烁器；以及
氧清除剂，所述氧清除剂位于所述密封壳体内的所述受控气氛中。
4.一种组装闪烁检测器的方法，所述方法包括：
将闪烁器放置在壳体中；
在所述壳体内提供受控气氛，所述受控气氛具有在大约1.0atm的压力下不大于大约10ppm的氧含量；
将氧清除剂放置在所述壳体的内部；
密封所述壳体使得所述闪烁器和所述氧清除剂保持在所述密封壳体内的所述受控气氛中；
将所述闪烁器保持在小于大约150℃的温度下持续足够的时间以便所述氧清除剂将所述受控气氛中的氧含量降低到小于大约100ppb、大约90ppb、大约50ppb、大约30ppb、大约10ppb、或大约1ppb到10ppb之间。
5.一种组装闪烁检测器的方法，所述方法包括将闪烁器和氧清除剂密封在具有氧含量不大于大约1ppm的气氛的壳体内。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述闪烁器包括稀土卤化物晶体材料。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述氧清除剂包括可氧化化合物。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述氧清除剂包括金属或金属氧化物。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述氧清除剂包括Pd、Cu2O、CuO、ZnO、NiO、Al2O3、或它们的任何组合。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的闪烁检测器，其具有不小于大约75％的相对光输出LO(r)＝((LO150)/(LO0))×100％，其中LO150是在175℃下暴露大约150小时之后的所述检测器的检测光输出，并且LO0是在175℃下暴露之前在室温下的初始检测光输出。
11.根据权利要求10所述的闪烁检测器，其中在175℃下暴露200小时之后的LO(r)比在175℃下暴露100小时之后的LO(r)低不超过大约2.5％。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述闪烁器是材料La(1-x)CexBr3，其中x＝0-1。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的闪烁检测器，其还包括光传感器，所述光传感器光耦合到所述闪烁器并且可操作以将由所述闪烁器发射的光子转化成电信号。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的闪烁检测器，其中所述密封壳体围绕所述闪烁晶体被气密密封。
15.根据前述权利要求中的任一项，其中所述受控气氛包括在大约1.0atm的压力下不大于大约100ppb、大约90ppb、大约50ppb、大约30ppb、大约10ppb、或大约1ppb到10ppb之间的水蒸气的水蒸气含量。
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