CZ156893A3 - Scintillation detector - Google Patents
Scintillation detector Download PDFInfo
- Publication number
- CZ156893A3 CZ156893A3 CZ931568A CZ156893A CZ156893A3 CZ 156893 A3 CZ156893 A3 CZ 156893A3 CZ 931568 A CZ931568 A CZ 931568A CZ 156893 A CZ156893 A CZ 156893A CZ 156893 A3 CZ156893 A3 CZ 156893A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- scintillation
- detector according
- elements
- scintillation detector
- light
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 9
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims description 8
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PSNPEOOEWZZFPJ-UHFFFAOYSA-N alumane;yttrium Chemical compound [AlH3].[Y] PSNPEOOEWZZFPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 claims description 7
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910019990 cerium-doped yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010025 steaming Methods 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LDHMAVIPBRSVRG-UHFFFAOYSA-O 1-methylnicotinamide Chemical compound C[N+]1=CC=CC(C(N)=O)=C1 LDHMAVIPBRSVRG-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims 1
- 241000276420 Lophius piscatorius Species 0.000 claims 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002223 garnet Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 abstract 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 229910019655 synthetic inorganic crystalline material Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 238000002603 single-photon emission computed tomography Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/2002—Optical details, e.g. reflecting or diffusing layers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/2018—Scintillation-photodiode combinations
- G01T1/20183—Arrangements for preventing or correcting crosstalk, e.g. optical or electrical arrangements for correcting crosstalk
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se' týká složeného scintilačniho detektoru pro detekci ionizujícího záření, tvořeného soustavou podélných scintilačních prvků, uspořádaných do sloupcové matice a vykazujících vstupní plochu, určenou pro vstup detekovaného záření, základnu pro výstup scintilačniho záření, jakož i boční plochy, vytvořené ve směru jejich podélné osy, které jsou opatřeny dielektrickou reflexní vrstvou, překrytou světlotěsnou vrstvou.The invention relates to a composite scintillation detector for detecting ionizing radiation consisting of a set of longitudinal scintillation elements arranged in a column matrix and having an input surface for the input of detected radiation, a base for output of scintillation radiation, and lateral surfaces formed in their longitudinal axis which are provided with a dielectric reflective layer covered by a light-tight layer.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
V současné době se pro detekci ionizujícího záření v rozsahu energií 5 keV až 1 MeV, používaného v pozitronové emisní tomografii (PET) , počítačové .tomografii (CTI. jednofotonové emisní tomografii (SPÉCT) a dalších oborech, kde je požadována vysoká prostorová a časové rozlišovací schopnost, používá převážně scintilačních detektorů na bázi monokrystalů BGO, N'a:I:Tl a Csl-.Tl. Fyzikální a chemické vlastností těchto materiálů’neumožňují konstrukci detektorů o průřezu, menším než 1 mmÁ Všechny tyto scintilační materiály mají přitom poměrně dlouhou dobu dosvitu, na- 2 příklad u často používaného scintilátoru BGO činí doba dosvitu 280 ns, což je pro uvedené aplikace též nevýhodné. Monokrystaly NabTl a CsbTl jsou navíc značně hygroskopické a vyžadují pouzdřeni, které neumožňuje těsné uspořádáni krystalů. Známé krystaly jsou opatřeny difuzní .reflexní vrstvou a opticky odděleny tak, že minimální vzdálenost dvou sousedních krystalů je větší než 0,5 mm, což v nejlepších případech umožňuje měřeni s prostorovou/róžiišovací schopnosti, větší než 2 mm.Currently, for detecting ionizing radiation in the energy range of 5 keV to 1 MeV, used in positron emission tomography (PET), computer tomtomography (CTI. Single photon emission tomography (SPECT) and other fields where high spatial and temporal resolution is required capability, using predominantly single-crystal scintillation detectors based on BGO, N'a: I: Tl and Csl - T. The physical and chemical properties of these materials allow the construction of detectors with a cross-section of less than 1 mmA For example, in the frequently used BGO scintillator, the afterglow time is 280 ns, which is also disadvantageous for these applications.In addition, the NabT1 and CsbT1 single crystals are highly hygroscopic and require a housing that does not allow tight crystal alignment. layer and optically separated so that e the minimum distance of two adjacent crystals is greater than 0.5 mm, which in the best cases allows a measurement with a spatial / scaling ability greater than 2 mm.
Složený scintilační .detektor je například znám z německé ho vykládacího spisu DE 41 07 264 Al. Materiálem scintilačních prvků známého, detektoru jsou sintrované keramické. kysličníky vzácných zemin, příkladně směsi GdjOq a EU2O3 se zbytkem Ϊ2θ3’ připadne BGdO,. C.si, CdWO.A, BiGe a podobně. Mezi jednotlivými scintilačními prvky jsou ve směru, rovnoběžném se směrem vstupního záření, jednak vytvořeny difuzní reflexní vrstvy o tlouštce 50 um na -b á z i—Ti O 2— -—___,__________________________________A composite scintillation detector is known, for example, from DE 41 07 264 A1. The material of the scintillation elements of the known detector are sintered ceramic. rare earth oxides, for example a mixture of GdjOq and EU2O3 with the rest of θ2θ3 ’will be BGdO ,. C.si, CdWO.A, BiGe and the like. Between the individual scintillation elements, diffuse reflective layers of 50 µm thickness are formed in the direction parallel to the direction of the input radiation, based on the Ti-2 O-__, __________________________________
Mezi-sousedními- reflexními .vrstvami, je upravena koii.mač^ ní vrstva, Sloužící k optickému a energetickému oddělení jednotlivých scintiiačnícn prvků resp. pro kolimaci vstupního .záření gama. Mezi styčnými plochami scintilačnich prvků jsou ve směru, ‘kolmém ke směru vstupního záření, * dále vytvořeny pasivní energetické filtry, umožňující určeni energie vstupního záření. Pro zajištění účinnosti filtrace jeBetween adjacent reflective layers, a coaxial layer is provided for the optical and energetic separation of the individual scintillation elements or the scintillation elements. for collimating gamma input. In addition, passive energy filters are provided between the interface surfaces of the scintillation elements in a direction perpendicular to the direction of the input radiation, allowing the input energy to be determined. To ensure filtration efficiency is
- 3 1- 3 1
I . nutné, aby filtrační vrstvy vykazovaly tlouštku, větší než 10 um. Vstupní záření přitom dopadá na detektor kolmo k podélnému rozměru scintilačních prvků. Jako zařízení pro snímání, scintilačního záření používá známý detektor fotodiod typu PN nebo PIN, případně prvků CCD.I. it is necessary that the filter layers have a thickness greater than 10 µm. The input radiation is incident on the detector perpendicular to the longitudinal dimension of the scintillation elements. It uses a known PN or PIN photodiodes detector or CCD elements as a scintillation radiation detector.
NěVýhodou“ známého detektoru je jeho - nízká schopnost prostorového rozlišení, podmíněná značnou celkovou tlouštkou použitých difuzních reflexních a kolimačních vrstev na jedné straně a reflexních a filtračních vrstev na straně druhé. Známý detektor není tedy vhodný ' pro použití v oborech, vyžadujících vysoké prostorové a časové rozlišení. Prvky CCD, použité ke snímání scintilačního světla, neumožňují snímat časovou složku impulsů scintilačního záření, jelikož jsou signály vyhodnocovány periodicky po určité . době integrace.The disadvantage of the known detector is its low spatial resolution capability due to the considerable overall thickness of the diffuse reflection and collimation layers used on one side and the reflection and filter layers on the other. Thus, the known detector is not suitable for use in fields requiring high spatial and temporal resolution. The CCD elements used to sense scintillation light do not allow the time component of the scintillation pulses to be scanned since the signals are evaluated periodically for a certain time. time of integration.
Z evropské, patentové' přihlášky EP 0 437 051 A2 je znám scintilační detektor, jehož scintilační prvky jsou tvořeny krystaly BGO, částečně opatřenými leštěnými styčnými s plochami. Tyto leštěné plochy jsou kombinovány s drsnými oblastmi, vykazujícími jiné vlastnosti z hlediska šířeni světla, takže dochází k přestupu scintilačního záření mezi sousedními scintilačnímj. prvky. Rozsah přestupu světla lze přitom libovolně měnit změnou struktury’ styčných ploch.European patent application EP 0 437 051 A2 discloses a scintillation detector whose scintillation elements consist of BGO crystals, partially provided with polished surfaces. These polished surfaces are combined with rough areas showing other light propagation properties so that the scintillation radiation is transferred between adjacent scintillation radiation. elements. The extent of light transmission can be freely changed by changing the structure of the interface.
Pro vyhodnocení scintilačního zářeni používá tento detektor většího počtu fotonásobičů, přiřazených jednotlivým částemThe detector uses a plurality of photomultipliers assigned to the parts to evaluate the scintillation radiation
- 4 scintiiačního pole, tvořeného výstupními plochami krystalů.- 4 scintillation fields formed by the exit surfaces of the crystals.
Důsledkem přestupu scintiiačního záření. mezi. sousedními scintilačními prvky, které nejsou světlotěsně odděleny, jsou optické ztráty, snižující prostorovou a časovou rozlišovací schopnost detektoru.As a result of scintillation radiation transfer. between. adjacent scintillation elements which are not light-tightly separated are optical losses, reducing the spatial and temporal resolution of the detector.
Československé autorské osvědčeni Č. 263 791 konečně.por pisuje scintilační detektor, nízkoenergetického záření beta a elektronů, tvořený jedním monokrystalem hlinitoytritého, granátu, aktivovaného cerem, nebo. hlinitoytritého perovskitu, aktivovaného cerem, ve formě oboustranně leštěné deštičky resp. komolého kužele, vykazujícího s výjimkou základny,, sloužící k. výstupu světla, leštěný povrch. Na povrchu· tohoto., detektoru ;je vytvořena dielekirická reflexní vrstva, překrytá na ploše, určené pro vstup záření, elektricky vodivou vrstvou.The Czechoslovak author 's certificate No. 263 791 finally writes a scintillation detector, low energy beta and electron radiation, consisting of one single crystal of aluminoyltrium, garnet, activated by cerium, or. cerium-activated aluminoyltrium perovskite, in the form of polished on both sides, respectively. a truncated cone having, with the exception of the base used for the light output, a polished surface. On the surface of the detector, a dielectric reflective layer is formed, overlaid on the radiation-receiving surface by an electrically conductive layer.
—P o d s t-a-t a-v-y n á-1 e-z u-^------------------------Cílem -vynálezu -je—navrhnout složený - scintilační detektor typu, popsaného v úvodní části této přihlášky, s vysokou prostorovou a časovou rozlišovací schopnosti, poskytující kolimované scintilační světlo, které lze snímat bez. pomoci zvláštních vyhodnocovacích .ústrojí zařízeními, dostupnými na trhu.bez vynaloženi nadměrně' vysokých .nákladů. Materiál použitých scintilačních . prvků má přitom vykazo\rat—P od tat avy n á-1 ez u - ^ ------------------------ The object of the invention is to propose a composite-type scintillation detector, as described in the preamble of this application, with high spatial and temporal resolution, providing collimated scintillation light that can be sensed without. by means of special evaluation devices by devices available on the market without incurring excessively high costs. Material used scintillation. of elements has a report
- 5 vynikající opracovatelnost, chemickou odolnost 'a velmi krátkou dobu dosvitu. Použité_ vyhodnocovací zařízení _má přitom umožnit oddělené snímání každého impulsu scintilačniho záření,' jakož i stanovení jeho amplitudy a polohy přui současném snímání časové složky impulsů.- 5 excellent workability, chemical resistance and very short afterglow time. The evaluation device used here should enable a separate reading of each pulse of the scintillation radiation, as well as the determination of its amplitude and position while simultaneously scanning the time component of the pulses.
Tohoto‘cíle· je podle vynálezu dosaženo tím,, že šcintilačhí prvky jsou tvořeny monokrystaly ytritohlinitého granátu s dotací ceru (YAG;Če resp, Y3Alj50j2:Ce) s leštěným povrchem, přičemž vstupní plocha a základna pro výstup· scintilačního záření jsou vytvořeny na protilehlých koncích scintilačních prvků.This object is achieved according to the invention in that the scintillation elements consist of cerium doped yttrium-aluminum garnet monocrystals (YAG; Ce resp. Y3Alj50j2: Ce) with a polished surface, the inlet surface and the base for the scintillation output being formed on opposite ends of scintillation elements.
Druhé řešení uvedeného úkolu spočívá v tom, že scintilacní prvky jsou tvořeny monokrystaly ytritohlinitého perovskitu s dotací ceru (YAP-.Ce resp. YAlO^Cei š leštěným povrchem, přičemž vstupní plocha a základna, pro výstup scintilačního záření jsou vytvořeny na protilehlých koncích scintilačních prvků.The second solution consists in that the scintillation elements consist of cerium-doped yttrium-aluminum perovskite monocrystals (YAP-Ce or YAlO ^Cei) with a polished surface, wherein the inlet surface and the base for the scintillation output are formed at opposite ends of the scintillation elements .
Podle dalšího výhodného provedení předmětu vynálezu je hodnota odrazivosti dieléktricklých reflexních vrstev pro světlo, emitované scintilačními prvky, o vlnových délkách, vymezených pološířkou jejich emise s dopadající na reflexní vrstvy pod úhlem dopadu, v rozmezí 0 až 45°, vyšší než 50X. Reflexní vrstvy jsou přitom vytvořeny několikanásobným napařením s následným chemicko-tepelným zpraco- 6 váním jako interferenční reflexní vrstvy.According to a further preferred embodiment of the invention, the reflectance value of the dielectric reflective layers for the light emitted by the scintillation elements at wavelengths defined by the half-width of their emission incident on the reflective layers at an angle of incidence, in the range 0 to 45 °, is greater than 50X. The reflective layers are formed by multiple evaporation with subsequent chemical-thermal treatment as interference reflective layers.
Tato opatřeni umožňují vytvoření velmi tenkých reflexních vrstev (o tlouštce několik mikrometrů) , u nichž je zachován zákon odrazu. Chemicko-tepelné zpracování zlepšuje vlnovou závislost reflexe resp. integrální reflektivitu vrstev . ........ . _ _ rozšířením pološířky_reflexe^ (FWHKí) v závislosti na vlnové . .These measures allow the formation of very thin reflective layers (a few micrometers thick) while maintaining the law of reflection. The chemical-thermal treatment improves the wave dependence of the reflection respectively. integral reflectivity of layers. ......... _ _ by extending the reflection_width ^ (FWHKi) depending on the wavelength. .
... _dálce. scintilačnihp světla. Interferenční vrstvy kromě toho_ vykazují, menší úhlovou závislost reflexe, t. j,, nejsou definovány pouze pro kolmý.dopad světla.... _long. Scintillation lights. In addition, the interference layers exhibit a smaller angular dependence of reflection, i.e., they are not defined only for perpendicular incidence of light.
Dalšího zvýšení luminiscenční účinnosti je u dalšího výz hodného.prov.edení.dosahováno, tím,že .základny pro výstup scintilačního .světla jsou opatřeny antireflexnimi vrstvami pr,o.světlo, emitované scintilačními prvky, o vlnových délkách,. vymezených pološířkou jejich emise a dopadající na antireflexní vrstvu pod úhlem dopadu v rozmezí 0 až 4 5°.A further enhancement of the luminescence efficiency is achieved in another important embodiment by providing the scintillation light output bases with antireflective layers of light emitted by scintillation elements of wavelengths. defined by the half-width of their emission and impinging on the antireflective layer at an angle of incidence of 0 to 45 °.
Použití antireflexních vrstev snižuje ztráty reflexí na vý-------------------s tu pu-s c int ί-1-át o r-ůy-k-t e -r-é -j sou dan é -v-y s ©kým ind e x e m--1 omu---------------------_krystalů YAG a YAP a možnostmi použiti optických tmelu. _The use of antireflective layers reduces the loss of reflection on the β-ω-1-át o r-γ-kt e -r-ε There are given indices --------------------- YAG and YAP crystals and possibilities of using optical sealants. _
- Tenkých antireflexních vrstev s požadovanými vlastnostmi ----je dosahováno několikanásobným napařením s následným chemicko-tepelným zpracováním.- Thin antireflective layers with the required properties ---- are achieved by multiple steaming with subsequent chemical-thermal treatment.
Přitom je obzvláště výhodné, jsou-li dielektrickou interferenční reflexní vrstvou opatřeny i vstupní plochy scintilačních prvků. Tlouštka dielektrických interferenčních reflex- 7 nich vrstev přitom s výhodou nepřesahuje 5 um. Vstupní' plochy je však možné opatřit i dielektrickou difuzní reflexní vrstvou. V tomto případě nedochází ke zhoršení prostorové rozlišovací schopnosti a vstupní plochy krystalů jsou účinně chráněny před mechanickým poškozením.In this connection, it is particularly advantageous if the inlet surfaces of the scintillation elements are provided with a dielectric interference reflection layer. The thickness of the dielectric interference reflection layers preferably does not exceed 5 [mu] m. However, the entry surfaces can also be provided with a dielectric diffusion reflective layer. In this case, the spatial resolution does not deteriorate and the entry areas of the crystals are effectively protected from mechanical damage.
Velmi účinného vzájemného optického oddělení jednotlivých scintilačnich prvků je u dalšího výhodného provedení dosaženo tím, že světlotěsná vrstva je tvořena kovovým náparem některého z kovů Ál, W, Mo, Fe, Cr, Ni, Au, Ag, Cu o tlouštce v rozmezí 0,05 až 1 um, s výhodou v rozmezí 0,08 až 0,15 um.A very efficient optical separation of the individual scintillation elements is achieved in a further preferred embodiment in that the light-tight layer is formed by a metal vapor of one of the metals Al, W, Mo, Fe, Cr, Ni, Au, Ag, Cu with a thickness in the range 0.05 up to 1 µm, preferably in the range of 0.08 to 0.15 µm.
Obzvláště kompaktního provedení detektoru podle vynálezu je dosaženo tím, že mezi bočními plochami jednotlivých scintilačnich prvků je upravena vrstva tmelu tak, že vzdálenost mezi sousedními scintilačními prvky nepřesahuje 0,01 mm, přičemž tloušťka vrstvy tmelu nepřesahuje 5 um. Velikost vstupní plochy resp. základny pro výstup scintilaČního záření činí 0,01 až 10 mm2 s výhodou 0,06 až 1 mm2.A particularly compact embodiment of the detector according to the invention is achieved by providing a sealant layer between the lateral surfaces of the individual scintillation elements such that the distance between adjacent scintillation elements does not exceed 0.01 mm and the thickness of the sealant layer does not exceed 5 µm. Size of the input area resp. The scintillation output base is 0.01 to 10 mm 2 , preferably 0.06 to 1 mm 2 .
Z hlediska vyhodnocování scintilačního světla, emitovaného scintilačními pTvky, je u detektoru podle vynálezu, na jehož základně pro výstup scintilačního světla· je připojeno optické vyhodnocovací zařízení, měnící scintilační světlo v elektrické signály, obzvláště výhodné, je-li toto vyhodnoco- 8 vací zařízení spojeno se základnou optickým tmelem o indexu lomu n, jehož hodnota leží v rozmezí 1,4 - 1,6. Takové uspořádání umožňuje přestup scintilačního světla do vyhodnocovacího ústrojí s minimálními optickými ztrátami.With respect to the scintillation light emitted by the scintillation elements, an optical evaluation device converting the scintillation light into electrical signals is connected to the detector according to the invention on the base for the scintillation light output. with a base of optical sealant of refractive index n, the value of which lies in the range of 1.4 - 1.6. Such an arrangement allows the scintillation light to pass to the evaluation device with minimal optical loss.
Optické vyhodnocovací zařízení je přitom s výhodou tvořeno Jotonásobičjm s vysokou prostorovou rozlišovací schopností, což umožňuje velmi účinné potlačení šumu systému využitím časové složky impulsů. Další možností je použití pole fotodiod s velmi nízkou, úrovní., šumu pro vyhodnocování scintilačního záření.The optical evaluation device is advantageously made up of a multiplier with a high spatial resolution, which allows a very effective suppression of the system noise by using the time component of the pulses. Another possibility is to use a very low noise photodiode array for scintillation radiation evaluation.
Vynikající rozlišovací, schopnosti detektoru podle vynálezu je dosahováno, zejména tehdy, jsou-li monokrystaly ytritohlinitého granátu s dotací ceru tvořeny stechiometrickou sloučeninou 0,05 až 2,0 mol. % ¢6303, 62,5 mol. % AI2O3 a zbytku Y2°3- resp.Jšóů-li monokrystaly ytritohlinítého perovskitu s dotací ceru tvořeny stechiometrickou sloučeni’--nou-0T05-až-2-,-0-mol—X-Ce^C^,~50,0_mol. _X. AI2-O3 . a izbytku. ¥303- Uvedený rozsah použiti ceru optimalizuje lumihiscenční účinnost...... ..... ·..The excellent resolution of the detector according to the invention is achieved, especially when the cerium doped yttrium-aluminum garnet monocrystals consist of a stoichiometric compound of 0.05 to 2.0 moles. % ¢ 6303, 62.5 mol. % Of Al 2 O 3 and the remainder of Y 2 ° 3 and, respectively, cerium-doped yttrium-aluminum monocrystals of stoichiometric alloys consist of a stoichiometric compound -O- T -0-to-2-O-mol-X-C ^ ^C ^, 5050 , 0_mol. _X. AI2-O3. and izbytku. ¥ 303- The specified range of cerium applications optimizes luminescence efficiency ...... ..... · ..
Fyzikální vlastnosti výše uvedených krystalů umožňují s výhodou detekovat, jak rentgenové záření, tak i zářeni beta a záření gama, což je obzvláště výhodné pro použití detektoru podle vynálezu v počítačové tomografii.The physical properties of the aforementioned crystals advantageously make it possible to detect both X-rays as well as beta radiation and gamma radiation, which is particularly advantageous for the use of the detector according to the invention in computed tomography.
- 9 Přehled vyobrazení na výkrese- 9 Overview of the drawings
Vynález bude blíže vysvětlen v následujícím textu v souvislosti s přiloženými výkresy, na nichž znázorňují:The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:
Obr. 1 složený scintilační detektor podle vynálezu v isometrickém zobrazení; ...........Giant. 1 is a composite scintillation detector according to the invention in isometric illustration; ...........
obr; 2 řez A-A podle obr. 1, částečně přerušený, a>giant; 2 shows a section A-A according to FIG. 1, partially broken, and FIG
obr. 3 grafické znázornění výsledku měření, provedených s detektorem podle vynálezu.FIG. 3 is a graphical representation of the results of measurements made with a detector according to the invention.
Složený scintilační detektor 1, znázorněný na obr. 1, sestává z dvaceti pěti podélných scintilačních prvků 8a. 8b, 8c. 8d, 8e, uspořádaných do čtvercové matice 5x5 tak, že se vzájemně dotýkají svými bočními plochami lla-1, 11άτ2, llb-1, llb-2„ llc-1, llc-2, lld-1..., vytvořenými ve směru jejich podélné osy. Pro zjednodušení je vztahovými značkami označena pouze první řada scintilačních prvků zmíněné matice. Jednotlivé scintilační prvky 8a.,.8e jsou tvořeny monokrystaly ytritohlinitého granátu s dotací ceru (YAG:Ce) resp. ytritohlinitého perovskitu s dotací ceru (YAP:Ce) , tvořenými stechiometrickými sloučeninami 0,05 až 2,0 mol. % £®2θ3’ 62,5 mol. X Al^CH a zbytku Y2O7 resp. 0,05 až 2,0 mol. X ¢82()3, 50 mol. X AI2O3 a zbytku Y2O3.The composite scintillation detector 1 shown in FIG. 1 consists of twenty-five longitudinal scintillation elements 8a. 8b, 8c. 8d, 8e arranged in a square 5x5 matrix so that they touch each other with their side faces 11a-1, 11aq2, 11b-1, 11b-2, 11c-1, 11c-2, 11d-1 ... formed in the direction their longitudinal axes. For the sake of simplicity, only the first row of scintillation elements of the matrix are indicated by reference numerals. The individual scintillation elements 8a, 8e are formed of cerium-doped yttrium-aluminum garnet single crystals (YAG: Ce) respectively. cerium-doped yttrium-aluminum perovskite (YAP: Ce) consisting of stoichiometric compounds 0.05 to 2.0 mol. % £ ®2θ3 ’62.5 mol. X Al 1 CH and the remainder Y 2 O 7 respectively. 0.05 to 2.0 mol. X ¢ 82 () 3.50 mol. X Al 2 O 3 and the remainder Y 2 O 3.
- 10 ,Na horním konci jednotlivých scintilačních ..prvků 8a...8e jsou vytvořeny vstupní plochy 9a, 9b, 9c, 9d, 9e pro vstup_ detekovaného ionizujícího záření,, dopadajícího na detektor ve směru dopadu, znázorněného šipkou 5. Na základnu pro výstup scintilačního světla, tvořenou základnami 10a, 10b, 10c, lQd. lOe na protilehlých koncích scintilačních prvků, je -připojeno optické snímací zařízenu 2;- měnící, scintilační ,v. elektrické impulsy, schematicky - znázorněné, šipkou. .5, .a , tvořené.. s výhodou polohově citlivým fotonásobičem s vysokým prostorovým rozlišením, připojeným přes“ A/D-převodnik\3 k vyhodnocovacímu zařízení resp. procesoru 4^, jehož vstupní veličinou jsou elektrické impulsy Spojení, základny 10a,. 10b, 10c, lQd, 10e... detektoru V s fotonásobičem 2_ je. s výhodou provedeno optickým tmelem o indexu lomu ri, jehož hodnota leží v rozmezí 1,4 až 1,6.10, at the upper end of the individual scintillation elements 8a ... 8e are provided entrance surfaces 9a, 9b, 9c, 9d, 9e for the input of detected ionizing radiation impinging on the detector in the direction of impact shown by the arrow 5. a scintillation light output formed by the bases 10a, 10b, 10c, 10d. 10e at opposite ends of the scintillation elements, an optical sensing device 2 is connected ; - changing, scintillation, v. electrical pulses, schematically shown, with an arrow. 5, 5a, preferably consisting of a position-sensitive, high spatial resolution photomultiplier connected via an A / D-converter to an evaluation device or to an optical converter. the processor 4, the input of which is the electrical pulses of the base 10a. 10b, 10c, 10d, 10e ... of detector V with photomultiplier 2 is. it is preferably carried out with an optical sealant having a refractive index ri of between 1.4 and 1.6.
2, částečného řezu, znázorněného na obr. 2, je patrné, že jédnotli vé—scinti lačni—prv ky~8a—8d-jsou-ja-k—n-a- s v-ýe-h- -boč ---nich-plochách-lla-2.,-l.lb-l......lldrl,_iirn,i.ž_isou vzájemné spo'jény,' ták i na vstupních-plochách -9a,-9b, 9c, 9d opatřeny dielektrickými interferenčními reflexními vrstvami 12a-2, 12b-l, 12b-2, 12c-l, 12c-2, 12d-l resp. 15a, 15b, 15c, 15d. Tyto reflexní vrstvy jsou vytvořeny několika postupně napařenými vrstvami vhodných dielektrik, příkladně S1O2, TiOo, Y2Oq, ZrC>2 a následně podrobeny chemicko-tepelnému zpracováni, které značně zlepšuje vlnovou závislost dosa- π žené reflexe. Před nanesením dielektrických reflexních vrstev byl povrch jednotlivých krystalů- vyleštěn, -přičemž2, a partial sectional view of FIG. 2, it is evident that Mo Indiv - scintigraphy were hungry PRV-alkyl-8a-8d-as-I-K-N a v-Ye-N- -Boc --- nich- 11a-2b, 11b-1b, 9b, 9b, 9b, 9b, 9b, 9b, 9b, 9b, 9b, 9b, 9b, 9d, 9b, 9d, 9b, 9d, 9d, 9d, 9d, 9d, 9d, 9d, Reflective layers 12a-2, 12b-1, 12b-2, 12c-1, 12c-2, 12d-1, respectively. 15a, 15b, 15c, 15d. These reflective layers are formed by several successively deposited layers of suitable dielectrics, for example S1O2, TiOo, Y2Oq, ZrC> 2 and subsequently subjected to a chemical-thermal treatment, which greatly improves the wave dependence of the achieved reflection. Prior to the application of the dielectric reflective layers, the surface of the individual crystals was polished while being coated
- tlouštka reflexních vrstev nepřesahuje 5 um. Hodnoty' odrazivosti interferenčních reflexních vrstev 12á-2, 12b-l, 12b-2, 12c-l, 12c-2, 12d-l... jsou p ro s c in ti 1 a č ní s vě tlo, e mi tované monokrystaly 8a, 8b, 8c, 8d o fvlnových délkách, • vymezených pološírkou jejich emise (FWHM) a dopadající na. tyto vrstvy pod úhlem dopadu v rozmezí 0 až 45°, značně’ vyšší než 50 X. Přitom je těž myslitelné, opatřit vstupní plochy 9a, 9b, 9c, 9d scintilačních prvků 8a, 8b, -8c, 8d difuzní reflexní vrstvou.- the thickness of the reflective layers does not exceed 5 µm. The reflectance values of the interference reflective layers 12a-2, 12b-1, 12b-2, 12c-1, 12c-2, 12d-1 ... are due to the fact that the monocrystals are spaced. 8a, 8b, 8c, 8d of f wavelengths, delimited by their emission width (FWHM) and impinging on. these layers at an angle of incidence in the range of 0 to 45 [deg.], substantially higher than 50 [deg.]. It is hardly conceivable to provide the entrance surfaces 9a, 9b, 9c, 9d with scintillation elements 8a, 8b, -8c, 8d with a diffuse reflective layer.
Optickému oddělení jednotlivých scintilačních prvků 8a, 8b. 8c, 8d slouží světlotěsné vrstvy 13a-2, 13b-l,' 13b-2, 13c-l, 13c-2, 13d-l,.., tvořené kovovým náparem o tlouštce v rozmezí 0,05 až 1 um, s výhodou v rozmezí 0,08 až 0,15 um. Vhodnými materiály pro vytvoření světlotěsných vrstev je hliník, wolfram, molybden, železo, chrom, nikl, zlato, stříbro nebo měď. Prítorrm je výhodné, jsou-li světlotěsnou vrstvou 18a, 18b, 18c. 18d^ opatřeny i vstupní plochy 9a^ 9b, 9c, 9d jednotlivých scintilačních prvků 8a. 8b, 8c, 8d. Vytvoření světlotěsné vrstvy ha vstupní ploše detekční jednotky umožňuje její použití mimo světlotěsné uzavřené zařízeni.Optically separating the individual scintillation elements 8a, 8b. 8c, 8d serve the light-tight layers 13a-2, 13b-1, 13b-2, 13c-1, 13c-2, 13d-1, consisting of a metal vapor with a thickness in the range 0.05 to 1 µm, preferably in the range of 0.08 to 0.15 µm. Suitable materials for forming light-tight layers are aluminum, tungsten, molybdenum, iron, chromium, nickel, gold, silver or copper. The primer is preferably a light-tight layer 18a, 18b, 18c. 18d, the entrance surfaces 9a-9b, 9c, 9d of the individual scintillation elements 8a are also provided. 8b, 8c, 8d. The provision of the light-tight layer on the entrance surface of the detection unit allows its use outside the light-tight closed device.
Pro vzájemné spojení jednotlivých scintilačních prvků 8a, 8b, 8c, 8d slouží jednotlivé- tenké vrstvy 17a-b, I7b-c, 17c- 12 ; tmelu,. jejichž tíouštka nepřesahuje 5 um. Celková vzdálenost mezi. jednotlivými monokrystaly, uspořádanými, do pravidelné matice, nepřesahuje při., výše. uvedené, volbě tlouštky jednotlivých vrstev 0,01 mm. Z obr. 2 je dále patrné, še základny 10a, 10b, 10c, lOd jednotlivých, scinti-ladních prvků 8a, 8b, 8c, 8d pro výstup scintilačniho světla -js ou-opat ř.eny-.-antir.af lexnimi--V-r.s.tv.ami_l-4a ,_1 Ab.,-_J 4p. a 14 d -pr-c-s-vě-t-ls—amř-t-svans—pr-v-ky—8/^—8-d^—o_ vlnových délkách,- .vymezených . pološír.kou . jejich ; emise..,a:.The individual thin layers 17a-b, 17b-c, 17c-12 serve for the interconnection of the individual scintillation elements 8a, 8b, 8c, 8d; sealant ,. the thickness of which does not exceed 5 µm. Total distance between. individual single crystals arranged in a regular matrix does not exceed at the above. as shown above, the choice of individual layer thickness of 0.01 mm. It can further be seen from FIG. 2 that the bases 10a, 10b, 10c, 10d of the individual scintillation elements 8a, 8b, 8c, 8d for outputting the scintillation light are provided with anti-inflammatory and anti-lexical materials. 4-1, 4A, 4A. and 14 d-pr-en-t-15-am-t-swans-pr-8-8-8-d-w wavelengths. pološír.kou. their ; emission .., and :.
dopadající na- antireflexni vrstvy 14a, 14b, 14c·, 14d . pod . úhlem dopadu v rozmezí od 0 do 45°. Podobně jako .výše zmíněné dielektrické interferenční reflexní vrstvy jsou i .impinging on the antireflective layers 14a, 14b, 14c, 14d. pod. an angle of incidence ranging from 0 to 45 °. Similar to the above-mentioned dielectric interference reflection layers, i.
antireflexni. vrstvy 14a, 14b,. 14.c, 14d přitom, s výhodou vytvořeny několikanásobným ;napařením , vhodných materiálů. příkladně SiO2. TiO2. Y2°3’ Zr°2' Po němž )sou podrobeny chemicko-tepelnému zpracování. Pro spojení fotonásobiče 2_ s detektorem 1 podle vynálezu se používá vrstvy, optického tmelu 16, jehož index lomu n leží v rozmezí 1,4 až 1,6.antireflexni. layers 14a, 14b. 14.c, 14d are preferably formed by multiple evaporation of suitable materials. for example SiO 2 . TiO 2 . Y2 ° 3 'Zr ° 2' of which P) sum is subjected to chemical-thermal processing. For the connection of the photomultiplier 2 to the detector 1 according to the invention, an optical sealant layer 16 having a refractive index n ranging from 1.4 to 1.6 is used.
•Príkl ady-prove d e ní-vyn-á-1 e z-u—• Exemplary-execution-vyn-á-1 e z-u—
Příklad 1.Example 1.
S detektorem podle vynálezu bylo provedeno měřeni, jehož, výsledky jsou znázorněny, na obr. 3. Při měřeni bylo použito sloupcové matice o rozměrech 20 x 17 x 7 mm, tvořené monokrystaly. ytritohlinitého perovskitu s. dotaci ceru (YAP:The detector according to the invention was subjected to a measurement, the results of which are shown in FIG. 3. The measurement was carried out using a 20 x 17 x 7 mm column matrix consisting of single crystals. yttrium-aluminum perovskite with cerium subsidies (YAP:
- 13 Ce, 1,0 mol. % CegOg) o rozměrech 0,6 χίθ,6 x 7 mm. Jako optického snímacího zařízení bylo použito polohově citlivého fotonásobiče firmy HAMAMATSU R 2846 s vysokým prostorovým rozlišením. Detektor byl ozářen kolimovaým zářením gama (®®Tc, 14o keV) ve dvou místech, vzdálených od sebe- 13 Ce, 1.0 mol. % CegOg) with dimensions 0,6 χίθ, 6 x 7 mm. The HAMAMATSU R 2846 position-sensitive photomultiplier with high spatial resolution was used as the optical scanning device. The detector was irradiated with collimated gamma radiation (®®Tc, 14o keV) at two spaced locations
1,8 mm (čtyři detekční elementy) přes kolimátor o průměru1.8 mm (four detection elements) through a collimator with a diameter
0,2 a .0,4 mm. Oba . vrcholy · křivek na obr. 3 odpovídají . ......0.2 and .0.4 mm. Both. the peaks of the curves in Fig. 3 correspond. ......
vzdálenosti středů vstupních ploch prvního a čtvrtého ozaI ,· í > ' ' ** řovaného monokrystalu, rovné 1,8 mm resp. hodnotě deseti kanálů vyhodnocovacího zařízení o citlivosti jednoho kanálucenter-to-center distances of the entrance surfaces of the first and fourth irradiated single crystal equal to 1.8 mm and 1.8 mm, respectively. value of ten channels of evaluation device with sensitivity of one channel
0,18 mm. Prostorové rozlišení měřené soustavy (FWHM) činilo tedy 4 x 0,18 mm = 0,72 mm. , .0.18 mm. The spatial resolution of the measured system (FWHM) was therefore 4 x 0.18 mm = 0.72 mm. ,.
.-Tť « v:i *.· ;.-T « in : i *. ·;
Příklad 2. Z monokrystalu ytritohlinitého granátu s dotací , AiV ceru (YAG:Ce) byly připraveny podélné scintilační prvky o straně čtvercové základny 0,5 mm a délce 25 mm, jejichž povrch byl vyleštěn. Povrchové plochy jednotlivých scintí-F · *· - ·' *' lačních prvků byly opatřeny dielektrickou interferenční reflexní vrstvou o hodnotě odrazivosti R = 92 % pro světlo, emitované scintilačními prvky o maximu vlnové délkyExample 2. Longitudinal scintillation elements with a 0.5 mm square base and a length of 25 mm were prepared from a yttrium-aluminum garnet monocrystal doped with AiV cerium (YAG: Ce) and polished. The surfaces of the individual scinti-F fasteners were provided with a dielectric interference reflective layer having a reflectance value of R = 92% for light, emitted by scintillation elements with a maximum wavelength
Λ = 550 nm. Poté byla reflexní vrstva překryta hliníkovým náparem o tlouštce cca 120 nm. Takto připravené podélné scintilační prvky byly uspořádány do čtvercové matice 5 x elementů, odpovídající obr. 1, a vzájemně spojeny epoxidovým tmelem tak, že celková vzdálenost mezi sousedními scintilačními prvky činila ccaΛ = 550 nm. The reflective layer was then covered with an aluminum vapor of about 120 nm. The longitudinal scintillation elements prepared in this way were arranged in a square matrix of 5 x elements corresponding to FIG. 1 and interconnected with epoxy sealant so that the total distance between adjacent scintillation elements was approx.
0,008 mm. Tímto uspořádáním vznikl složený detektor o rozměrech 2,53 x 2,53 x 5 mm. Základna pro výstup scintilačního světla byla naleštěna a poté spojena pomocí vrstvy optického tmelu s fctcnásobičem s vysokou prostorovou rozlišovací schopností, vyšší než 0,3 mm. Při měření v kolimovaném svazku rentgenového záření o maximální energii 145 eV bylo dosaženo prostorového rozlišení detek;toru;-yysšiho-než-07©^min.—------------- ,----------------—0.008 mm. This configuration resulted in a 2.53 x 2.53 x 5 mm composite detector. The scintillation light output base was polished and then bonded using an optical sealant layer with a high-spatial resolution multiplier of greater than 0.3 mm. Measurements in a collimated X-ray beam with a maximum energy of 145 eV resulted in a spatial resolution of the detector of > 07 > min. ---------------, ----- -----------—
Příklad 3..Example 3 ..
Z monokrystalu ytritóhlinitého. perovskitu s dotaci ceru (YAP:Ce) byly připraveny podélné scintilační prvky o straně čtvercové základny 0,3 mm a délce 25 mm, jejichž povrch byl vyleštěn. Povrchové plochy jednotlivých scintilačnich prvků byly opatřeny dielektrickou interferenční reflexní vrstvou, podrobenou následnému chemicko-tepelnému zpracování, o hodnotě odrazivosti R = 93 % pro světlo, emitovaného scintilačními prvky, o maximu vlnové délky Λ= 37 0 nm. Poté byla reflexní vrstva překryta náparem molybdenu ~b~tlóušťčé čca lOO’nm'.~Taktopřipravené-podélné scintilační -pr-v-k-y—by-l-y—uspořádány— do_č.t.v.e.r.cov-é_matice 10 x 10 elementů, a vzájemně' spojeny epoxidovým- tmelem. Tímto uspořádáním vznikl složený detektor o rozměrech 3,09 x 3,09 x 25 mm. Základna pro výstup scintilačního světla byla naleštěna , opatřena antireflexní vrstvou a poté spo- 15 ; jena pomocí vrstvy optického tmelu o indexu, lomu n = 1.45 _ s_ fotonásobičem s vysokou prostorovou rozlišovací schopností, vyšší než 0,3 mm. Při měření v kolimovaném svazku záření gama o energii 51Ž keV bylo dosaženo prostorového rozlišení detektoru, vyššího než 0,5 mm.Of yttrium aluminum single crystal. Perovskite with cerium doped (YAP: Ce) longitudinal scintillation elements with a 0.3 mm square base and 25 mm long side were prepared and polished. The surfaces of the individual scintillation elements were provided with a dielectric interference reflective layer, subjected to a subsequent chemical-thermal treatment, with a reflectance value R = 93% for the light emitted by the scintillation elements, with a maximum wavelength 37 = 37 0 nm. The reflective layer was then covered with a molybdenum vapor of about 100 nm. The tactile longitudinal scintillation elements were arranged in a 10 x 10 square matrix and bonded together with an epoxy sealant. . This arrangement resulted in a 3.09 x 3.09 x 25 mm composite detector. The base for the scintillation light output was polished, provided with an anti-reflective layer and then flattened ; This is by means of an optical sealant layer with an index of refraction n = 1.45 s with a photomultiplier with a high spatial resolution, higher than 0.3 mm. Measurements in the collimated gamma-ray beam with energy of 51Ž keV achieved a detector spatial resolution higher than 0.5 mm.
Průmyslová využitelnost. .......Industrial applicability. .......
Využití složeného-scintilačního detektoru podle vynálezu-je zejména výhodné v nukleární a experimentální medicíně a nedestruktivní defektoskopii.The use of the compound-scintillation detector according to the invention is particularly advantageous in nuclear and experimental medicine and non-destructive defectoscopy.
Claims (24)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ931568A CZ156893A3 (en) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | Scintillation detector |
| SK313-94A SK31394A3 (en) | 1993-08-03 | 1994-03-15 | Scintilating detector |
| EP94923640A EP0663075A1 (en) | 1993-08-03 | 1994-08-03 | Scintillation detector |
| PCT/CZ1994/000020 WO1995004289A1 (en) | 1993-08-03 | 1994-08-03 | Scintillation detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ931568A CZ156893A3 (en) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | Scintillation detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ156893A3 true CZ156893A3 (en) | 1995-06-14 |
Family
ID=5463478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ931568A CZ156893A3 (en) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | Scintillation detector |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0663075A1 (en) |
| CZ (1) | CZ156893A3 (en) |
| SK (1) | SK31394A3 (en) |
| WO (1) | WO1995004289A1 (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2768522B1 (en) * | 1997-09-18 | 1999-10-15 | Commissariat Energie Atomique | SCINTILLATION DETECTOR, REFRACTOR COATING FOR SCINTILLATOR AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH A COATING |
| JP2002528730A (en) | 1998-10-28 | 2002-09-03 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Method of manufacturing a detector with a scintillator layer |
| JP2012505374A (en) * | 2008-10-07 | 2012-03-01 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Container for hygroscopic scintillation crystals for nuclear imaging |
| JP6221352B2 (en) * | 2013-05-30 | 2017-11-01 | コニカミノルタ株式会社 | Radiation image conversion panel and radiation image detector |
| JP2016095189A (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-26 | コニカミノルタ株式会社 | Scintillator panel and radiation detector |
| CN108863340B (en) * | 2017-05-16 | 2020-10-23 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | Composite structure transparent scintillating ceramic and preparation method thereof |
| EP3629064A1 (en) * | 2018-09-25 | 2020-04-01 | Koninklijke Philips N.V. | Scintillator array with high detective quantum efficiency |
| CN110687575B (en) * | 2019-11-29 | 2022-12-27 | 陕西秦洲核与辐射安全技术有限公司 | Radiation detector with high light-emitting rate for cerium-doped gadolinium silicate scintillation crystal |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2934919B2 (en) * | 1991-03-19 | 1999-08-16 | 信越化学工業株式会社 | Scintillator block assembly for radiation detector |
| US5179284A (en) * | 1991-08-21 | 1993-01-12 | General Electric Company | Solid state radiation imager having a reflective and protective coating |
| US5208460A (en) * | 1991-09-23 | 1993-05-04 | General Electric Company | Photodetector scintillator radiation imager having high efficiency light collection |
-
1993
- 1993-08-03 CZ CZ931568A patent/CZ156893A3/en unknown
-
1994
- 1994-03-15 SK SK313-94A patent/SK31394A3/en unknown
- 1994-08-03 EP EP94923640A patent/EP0663075A1/en not_active Withdrawn
- 1994-08-03 WO PCT/CZ1994/000020 patent/WO1995004289A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0663075A1 (en) | 1995-07-19 |
| WO1995004289A1 (en) | 1995-02-09 |
| SK31394A3 (en) | 1995-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8426823B2 (en) | Reflector and light collimator arrangement for improved light collection in scintillation detectors | |
| JP4192990B2 (en) | Radiation detector | |
| US7375341B1 (en) | Flexible scintillator and related methods | |
| JP5548892B2 (en) | Pixel type 2D image detector | |
| US20100155610A1 (en) | Scintillation Separator | |
| EP0528676A1 (en) | A solid state radiation imager having a reflective and protective coating | |
| WO2006097882A2 (en) | X-ray detector with in-pixel processing circuits | |
| WO2015148861A9 (en) | Subnanosecond scintillation detector | |
| EP1489434A1 (en) | X-ray detector | |
| CN101937095A (en) | Dual energy X ray detector and dual energy X ray detector array device | |
| DE10034575A1 (en) | X-ray detector with improved light output | |
| CZ156893A3 (en) | Scintillation detector | |
| WO2007132139A1 (en) | Spectrometer with plastic scintillator provided with a specular reflector | |
| JP2007514158A (en) | X-ray detector shield | |
| JP6289157B2 (en) | Scintillator and radiation detector | |
| WO2016130582A1 (en) | Sensor integrated metal dielectric filters for solar-blind silicon ultraviolet detectors | |
| JP2009210415A (en) | Radiation detector | |
| JP2010169674A (en) | Radiation detector | |
| WO2014188458A1 (en) | Thermal-neutron detectors not making use of he-3, and method for their manufacturing | |
| JPH01191085A (en) | Multi-element radiation detector | |
| WO2002033723A2 (en) | High resolution high output microchannel based radiation sensor | |
| Krus et al. | Precision linear and two-dimensional scintillation crystal arrays for X-ray and gamma-ray imaging applications | |
| JPH10319126A (en) | Radiation detector and its manufacturing method | |
| JP2010169673A (en) | Radiation detector | |
| Pihet et al. | Wavelength-shifting light traps for SWGO and other applications |