CN211505908U - 一种多级调节光强的闪烁体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多级调节光强的闪烁体，包括多个隔着间隙呈阵列结构排布的闪烁体基元，每个闪烁体基元包括：用于接收辐射的顶部表面和多个侧面、覆盖顶部表面的第一反射层和覆盖侧面的第二反射层；顶部表面与第一反射层之间设置碳膜，第一反射层外覆盖锐化片；相邻的闪烁体基元之间设置防串扰金属层。防串扰金属层由原子序数≥60的一种或多种金属制成；锐化片由原子序数≤30的一种或多种金属材料制成。本实用新型通过锐化片对射线进行锐化，截止掉低能的射线信号，保证高能的射线信号更加均匀；纳米级别厚度的碳膜，能与射线发生衍射加强，增加射线的均匀性和能量强度；防串扰金属层减少射线相互串扰，保障输出信号的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型总的涉及在CT成像及其它辐射成像系统中用于探测辐射的装置，特别是涉及一种多级调节光强的闪烁体。
背景技术
闪烁探测器是将高能射线(X/γ射线等)转换为紫外光或可见光，进而通过光电倍增管等光子探测设备，将光信号转化为电信号，最终将高能射线与被探测物质相互作用的信息以数字信号的形式予以呈现的器件。目前，闪烁探测器已广泛应用于医疗、国防、安检等领域。闪烁探测器中最核心的功能部件为闪烁体阵列，它是高能射线与光信号的转化介质。闪烁体阵列由多个闪烁体基元呈二维阵列排布而成，光在传统的闪烁体阵列传播时，由于射入各个闪烁体基元的高能射线存在能量的不均匀性，且相邻的闪烁体基元之间还会产生高能射线和电子的串扰，会造成出射光强度的不均匀，进而导致输出信号的稳定性变差。
提高光在闪烁体阵列中的出射均匀性和出射率，将一方面降低相同探测信号输出条件下高能射线的辐射剂量，打造绿色安全的探测器件；同时也可以降低探测器后端信号接收及处理的难度，进一步降低探测器匹配设备的制造成本。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种能够多级调节光强的闪烁体，通过闪烁体的多级调光来提高X射线的出射均匀性和出射率。
针对上述问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种多级调节光强的闪烁体，包括多个闪烁体基元，所述多个闪烁体基元隔着间隙呈阵列结构排布，每个所述的闪烁体基元包括：
用于接收辐射的顶部表面和多个侧面；反射层，包括覆盖所述顶部表面的第一反射层和覆盖所述侧面的第二反射层；其特征在于：
所述顶部表面与所述第一反射层之间设置碳膜。
进一步的，所述的碳膜，其厚度为0.01～10nm。
进一步的，所述闪烁体基元还包括覆盖第一反射层的锐化片。
进一步的，相邻的所述闪烁体基元之间设置防串扰金属层，所述防串扰金属层设置在相邻的所述闪烁体基元的第二反射层之间。
进一步的，所述的闪烁体基元包括：闪烁晶体、闪烁玻璃、闪烁陶瓷和塑料闪烁体；所述的闪烁晶体包括掺铊的碘化钠(NaI:Tl)、掺铊的碘化铯(CsI:Tl)、锗酸铋(Bi4Ge3O12，BGO)、掺铈的硅酸钇镥((Lu,Y)2SiO5:Ce，LYSO)、钨酸镉(CdWO4，CWO)、氟化钡(BaF 2)、掺铈的氯化镧(LaCl3:Ce)、掺铈的溴化镧(LaBr3:Ce)、掺铈的六氯化钇锂二铯(Cs2LiYCl6:Ce，CLYC)、掺铈的钆铝石榴石结构(Gd3(Al,Ga)5O12:Ce，GGAG)；所述的闪烁陶瓷为石榴石结构，其结构式可表述为：(AB)3+xC5-xO12，其中：A为发光稀土元素，可以为Ce、Pr、Nd、Eu、Tb、Er、Dy、Tm、Ho或其组合；B可以为Sc、Y、Gd、Yb、Lu或其组合；C可以为Al、Ga或Al和Ga的组合；
所述的闪烁陶瓷还可以为(Gd1-x-yPrxDy)2O2S陶瓷，其中D可以为Ce，Pr，Eu，Nd，Sm，Gd，Ho，Yb，Tm的一种或者两种。
进一步的，所述的反射层由掺有反射介质的环氧树脂构成；所述第一反射层厚度为0.1～3mm；所述第二反射层厚度为0.1～1.0mm。
进一步的，所述的防串扰金属层，由原子序数≥60的一种或多种金属构成。
进一步的，所述的防串扰金属层，其厚度为0.1～0.3mm。
进一步的，所述的防串扰金属层，由W、Pt、Au、Pb中的一种或多种构成。
进一步的，所述的锐化片，由原子序数≤30的一种或多种金属材料构成。
进一步的，所述的锐化片，其厚度为0.2～1.0mm。
进一步的，所述的锐化片，由Al、Cu中的一种或多种材料构成，其厚度为0.2～1.0mm。
本实用新型的有益效果是：锐化片能对射线进行锐化，截止掉低能的射线信号，保证高能的射线信号更加均匀；纳米级别厚度的碳膜，具有与射线相匹配的波长，能与射线发生相干衍射，增加射线的均匀性和能量强度；防串扰金属层起到减少射线相互串扰的作用，保障输出信号的稳定性。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图2是本实用新型对比例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本实用新型实施例的结构如图所示：一种多级调节光强的闪烁体，包括多个闪烁体基元1，所述多个闪烁体基元1隔着间隙呈二维阵列结构排布，相邻的闪烁体基元1之间间隙的宽度d＝0.4mm。
每个所述的闪烁体基元1包括：用于接收辐射的顶部表面和多个侧面；所述的顶部表面由内至外依次覆盖碳膜2、第一反射层3、锐化片4，所述的侧面覆盖第二反射层5，相邻的所述闪烁体基元1之间设置防串扰金属层6，所述的防串扰金属层6设置在相邻的闪烁体基元1的第二反射层3之间。所述的碳膜2、第一反射层3和锐化片4均与闪烁体的顶面尺寸相匹配；所述第一反射层3、第二反射层5均由掺有反射介质的环氧树脂组成；第一反射层3的厚度为：0.5mm第二反射层5的厚度＝d-防串扰金属层6的厚度。
在闪烁体的整体尺寸及单个闪烁体基元1的尺寸均相同的条件下，改变闪烁体中碳膜2的厚度、锐化片4的材质和厚度及防串扰金属层6的材质和厚度形成实施例1～12。
请参阅图2，为本实用新型对比例中闪烁体的结构示意图。本实用新型对比例中的闪烁体结构包括：多个闪烁体基元1’，所述闪烁体基元1’隔着间隙呈二维阵列结构排布，相邻的闪烁体基元1’之间的间隙宽度d’＝0.4mm。每个闪烁体基元1’包括：用于接收辐射的顶部表和多个侧面；所述的顶部表面覆盖第一反射层3’，所述的侧面覆盖第二反射层5’，所述第一反射层3’、第二反射层5’均由掺有反射介质的环氧树脂组成；第一反射层3’的厚度为0.5mm：第二反射层5’的厚度为：0.4mm；本实用新型对比例中的闪烁体整体尺寸与实施例中的闪烁体整体尺寸相同，本实用新型对比例中单个闪烁体基元1’的尺寸与实施例中的闪烁体基元1尺寸相同。改变闪烁体基元1’的材质形成对比例1～5。
检测实施例1～12、对比例1～5中各闪烁体样品中每个像素的均匀性和光输出强度，列于表1。
从上表可以看出：在闪烁体的辐射表面设置碳膜，可以提高闪烁体每个像素的均匀性和光输出效果，锐化片和放串扰金属层的设置，可以进一步增强这种效果。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种多级调节光强的闪烁体，包括多个闪烁体基元，所述多个闪烁体基元隔着间隙呈阵列结构排布，每个所述的闪烁体基元包括：
用于接收辐射的顶部表面和多个侧面；反射层，包括覆盖所述顶部表面的第一反射层和覆盖所述侧面的第二反射层；其特征在于：
所述顶部表面与所述第一反射层之间设置碳膜。
2.根据权利要求1所述的一种多级调节光强的闪烁体，其特征在于，所述的碳膜，其厚度为0.01～10nm。
3.根据权利要求1所述的一种多级调节光强的闪烁体，其特征在于，所述闪烁体基元还包括覆盖第一反射层的锐化片。
4.根据权利要求1或3所述的一种多级调节光强的闪烁体，其特征在于，相邻的所述闪烁体基元之间设置防串扰金属层，所述防串扰金属层设置在相邻的所述闪烁体基元的第二反射层之间。
5.根据权利要求1所述的一种多级调节光强的闪烁体，其特征在于，所述的闪烁体基元包括：闪烁晶体、闪烁玻璃、闪烁陶瓷和塑料闪烁体；所述的闪烁晶体包括掺铊的碘化钠(NaI:Tl)、掺铊的碘化铯(CsI:Tl)、锗酸铋(Bi4Ge3O12，BGO)、掺铈的硅酸钇镥((Lu,Y)2SiO5:Ce，LYSO)、钨酸镉(CdWO4，CWO)、氟化钡(BaF2)、掺铈的氯化镧(LaCl3:Ce)、掺铈的溴化镧(LaBr3:Ce)、掺铈的六氯化钇锂二铯(Cs2LiYCl6:Ce，CLYC)；所述的闪烁陶瓷为石榴石结构，其结构式可表述为：(AB)3+xC5-xO12，其中：A为发光稀土元素，可以为Ce、Pr、Nd、Eu、Tb、Er、Dy、Tm、Ho或其组合；B可以为Sc、Y、Gd、Yb、Lu或其组合；C可以为Al、Ga或Al和Ga的组合；
所述的闪烁陶瓷还可以为(Gd1-x-yPrxDy)2O2S陶瓷，其中D可以为Ce，Pr，Eu，Nd，Sm，Gd，Ho，Yb，Tm的一种或者两种。
6.根据权利要求4所述的一种多级调节光强的闪烁体，其特征在于，所述的防串扰金属层，由原子序数≥60的一种或多种金属制成。
7.根据权利要求6所述的一种多级调节光强的闪烁体，其特征在于，所述的防串扰金属层，其厚度为0.1～0.3mm。
8.根据权利要求6所述的一种多级调节光强的闪烁体，其特征在于，所述的防串扰金属层，由W、Pt、Au、Pb中的一种或多种构成。
9.根据权利要求3所述的一种多级调节光强的闪烁体，其特征在于，所述的锐化片，由原子序数≤30的一种或多种金属材料构成。
10.根据权利要求9所述的一种多级调节光强的闪烁体，其特征在于，所述的锐化片，由Al、Cu中的一种或多种材料构成，其厚度为0.2～1.0mm。
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| CN (1) | CN211505908U (zh) |
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2019
- 2019-12-27 CN CN201922405045.8U patent/CN211505908U/zh active Active
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