RU2638158C2 - Композиция сцинтиллятора, устройство детектора излучения и способ регистрации высокоэнергетического излучения - Google Patents
Композиция сцинтиллятора, устройство детектора излучения и способ регистрации высокоэнергетического излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2638158C2 RU2638158C2 RU2012149580A RU2012149580A RU2638158C2 RU 2638158 C2 RU2638158 C2 RU 2638158C2 RU 2012149580 A RU2012149580 A RU 2012149580A RU 2012149580 A RU2012149580 A RU 2012149580A RU 2638158 C2 RU2638158 C2 RU 2638158C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- component
- matrix material
- scintillator
- activator
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 11
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 8
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 7
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract 6
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical group [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 33
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims description 3
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 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 claims 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 2
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 2
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 claims 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- -1 thallium activated sodium iodide Chemical class 0.000 description 8
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 6
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- BOYZAERJCXIRAX-UHFFFAOYSA-N lutetium(3+);trisilicate Chemical compound [Lu+3].[Lu+3].[Lu+3].[Lu+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BOYZAERJCXIRAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M sodium iodide Chemical compound [Na+].[I-] FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 description 2
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001538234 Nala Species 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910001451 bismuth ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LYQFWZFBNBDLEO-UHFFFAOYSA-M caesium bromide Chemical compound [Br-].[Cs+] LYQFWZFBNBDLEO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M caesium chloride Chemical compound [Cl-].[Cs+] AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XQPRBTXUXXVTKB-UHFFFAOYSA-M caesium iodide Chemical compound [I-].[Cs+] XQPRBTXUXXVTKB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- UKOAOXYMPSILTM-UHFFFAOYSA-N gadolinium(3+);trisilicate Chemical compound [Gd+3].[Gd+3].[Gd+3].[Gd+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] UKOAOXYMPSILTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 235000009518 sodium iodide Nutrition 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000006163 transport media Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 description 1
Images
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
- G01T1/2006—Measuring radiation intensity with scintillation detectors using a combination of a scintillator and photodetector which measures the means radiation intensity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/55—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing beryllium, magnesium, alkali metals or alkaline earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/61—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing fluorine, chlorine, bromine, iodine or unspecified halogen elements
- C09K11/615—Halogenides
- C09K11/616—Halogenides with alkali or alkaline earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7704—Halogenides
- C09K11/7705—Halogenides with alkali or alkaline earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7772—Halogenides
- C09K11/7773—Halogenides with alkali or alkaline earth metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/12—Halides
-
- 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
- G01T1/2023—Selection of materials
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K4/00—Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к композиции сцинтиллятора, содержащей следующие материалы и любые продукты их реакций: материал матрицы, содержащий: первый компонент из по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из щелочных металлов и таллия; второй компонент, представляющий собой натрий; третий компонент, представляющий собой лантан; четвертый компонент из по меньшей мере двух элементов, выбранных из группы, состоящей из фтора, хлора и брома, или (ii) из более чем двух элементов, выбранных из группы, состоящей из галогенов; и активатор для материала матрицы, содержащий церий. Причем композиция сцинтиллятора представляет собой Се3+ активированный смешанный галогенид со структурой эльпазолита и при этом материал матрицы дополнительно содержит висмут, и указанный висмут присутствует в количестве, находящемся в диапазоне примерно от 1% мол. до 40% мол. в расчете на общее количество молей активатора и материала матрицы. Также изобретение относится к устройству детектора излучения и способу регистрации высокоэнергетического излучения. Композиция обладает превосходным световым выходом, малым временем послесвечения и хорошими характеристиками в отношении разрешения по энергии. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Область техники
Примеры воплощения объекта изобретения, раскрытого в тексте данного описания, в общем относятся к соединениям-сцинтилляторам, более конкретно к активированным Се3+ смешанным галогенидам со структурой эльпазолита.
Уровень техники
Материалы-сцинтилляторы обычно применяют в качестве компонента детекторов излучения для гамма-излучения, рентгеновского излучения и частиц, характеризуемых уровнем энергии выше чем примерно 1 кэВ. Кристалл сцинтиллятора объединяют со средствами регистрации света, то есть с фотодетектором. Когда фотоны из источника радионуклида соударяются с кристаллом, кристалл излучает свет. Фотодетектор производит электрический сигнал, пропорциональный числу полученных световых импульсов и их интенсивности.
Было обнаружено, что сцинтилляторы полезны для применений в химии, физике, геологии и медицине. Конкретные примеры применений включают устройства для позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), для каротажа скважин в нефтяной и газовой промышленности и различных применений с цифровым отображением. Сцинтилляторы также исследуют в отношении применения в детекторах для систем безопасности, например в детекторах источников радиации, которые могут указать присутствие радиоактивных материалов в грузовых контейнерах.
Для всех этих областей применения состав сцинтиллятора связан с характеристиками устройства. Необходимо, чтобы сцинтиллятор был восприимчив к возбуждению рентгеновским и гамма-излучением. Кроме того, сцинтиллятор должен обладать рядом характеристик, которые улучшают регистрацию радиации. Например, большинство материалов сцинтилляторов обладают высоким световым выходом, коротким временем послесвечения, высокой «задерживающей способностью» и приемлемым разрешением по энергии. Кроме того, также могут быть важными и другие свойства в зависимости от того, как используют сцинтиллятор, что описано ниже.
В течение многих лет применяли различные материалы сцинтилляторов, которые обладают большинством или всеми этими свойствами. Примеры включают такие соединения, как активированный таллием иодид натрия (NaI(Tl)); германат висмута (ВГО); легированный церием ортосиликат гадолиния (ГСО); легированный церием ортосиликат лютеция (ЛСО); и активированные церием лантанид-галогениды. Каждый из этих материалов имеет свойства, которые пригодны для определенных применений. Однако многие из них также обладают некоторыми недостатками. Обычными проблемами являются низкий световой выход, физическая непрочность и невозможность получать монокристаллы больших размеров и высокого качества. Имеются также и другие недостатки. Например, активированные таллием материалы являются очень гигроскопичными, а также могут давать значительное и устойчивое послесвечение, которое может препятствовать функционированию сцинтиллятора. Кроме того, недостатком материалов ВГО может быть значительное время послесвечения и низкий световой выход. С другой стороны, материалы ЛСО являются дорогими, а также могут содержать радиоактивные изотопы лютеция, что также может мешать функционированию сцинтиллятора.
В общем, специалисты, заинтересованные в получении оптимальной композиции сцинтиллятора для детектора радиации, имели возможность сделать обзор различных указанных выше свойств и таким образом выбрать наилучшую композицию для конкретного устройства. Например, необходимо, чтобы композиции сцинтиллятора для применений при каротаже скважин могли функционировать при высоких температурах, в то время как сцинтилляторы для устройств позитронно-эмиссионной томографии часто должны обладать высокой задерживающей способностью. Однако в целом требуемый уровень характеристик для большинства сцинтилляторов продолжает повышаться с увеличением сложности и многообразия всех детекторов радиации.
Таким образом, должно быть понятно, что новые материалы сцинтилляторов могут представлять значительный интерес, если они могут удовлетворять постоянно возрастающим требованиям для коммерческого и промышленного применения. Материалы должны обладать превосходным световым выходом. Они также должны обладать одной или более других желательных характеристик, например относительно малыми временами послесвечения и хорошими характеристиками в отношении разрешения по энергии, особенно в случае гамма-излучения. Кроме того, их должно быть возможно производить эффективно, по разумной цене и с приемлемым размером кристалла.
Сущность изобретения
Согласно одному из примеров воплощения предложена композиция сцинтиллятора, включающая любые продукты реакции, а также включающая материал матрицы, содержащий первый компонент по меньшей мере из одного элемента, выбранного из группы, состоящей из щелочных металлов и таллия; второй компонент по меньшей мере из одного элемента, отличного от элемента первого компонента, выбранный из группы, состоящей из щелочных металлов; третий компонент по меньшей мере из одного элемента, выбранного из группы, состоящей из лантаноидов; и четвертый компонент, по меньшей мере из двух элементов, выбранных из группы, состоящей из галогенов. Дополнительно в примере воплощения имеется активатор для материала матрицы, содержащий церий.
Согласно другому примеру воплощения предложено устройство детектора излучения для регистрации высокоэнергетического излучения, включающее кристаллический сцинтиллятор, содержащий следующую композицию и любые ее продукты реакции: материал матрицы, содержащий первый компонент по меньшей мере из одного элемента, выбранного из группы, состоящей из щелочных металлов и таллия; второй компонент по меньшей мере из одного элемента, отличного от элемента первого компонента, выбранного из группы, состоящей из щелочных металлов; третий компонент из по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из лантаноидов; четвертый компонент по меньшей мере из двух элементов, выбранных из группы, состоящей из галогенов; и активатор для материала матрицы, содержащий церий. Дополнительно в примере воплощения со сцинтиллятором оптически соединен фотодетектор и выполнен с возможностью производить электрический сигнал в ответ на испускание светового импульса, производимого сцинтиллятором.
Согласно другому примеру воплощения предложен способ регистрации высокоэнергетического излучения с помощью детектора на основе сцинтиллятора, включающий операции приема излучения кристаллом сцинтиллятора с образованием фотонов, которые являются характеристичными для этого излучения, и регистрации фотонов детектором фотонов, соединенным с кристаллом сцинтиллятора. В продолжение данного примера воплощения кристалл сцинтиллятора сформирован из композиции, включающей приведенные далее компоненты и любые их продукты реакции: материал матрицы, содержащий первый компонент из по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из щелочных металлов и таллия; второй компонент из по меньшей мере одного элемента, отличного от элемента первого компонента, выбранный из группы, состоящей из щелочных металлов; третий компонент из по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из лантаноидов; четвертый компонент из по меньшей мере двух элементов, выбранных из группы, состоящей из галогенов, и активатор для материала матрицы, содержащий церий.
Краткое описание чертежей
Сопровождающие чертежи, которые введены в денное описание и составляют его часть, иллюстрируют одно или более примеров воплощения и совместно с описанием разъясняют эти примеры воплощения. На чертежах:
Фиг.1 представляет собой пример воплощения композиции сцинтиллятора со структурой эльпазолита;
Фиг.2 представляет собой пример воплощения детектора излучения, объединяющего кристалл из композиции сцинтиллятора со структурой эльпазолита и фотодетектор;
Фиг.3 представляет собой технологическую схему примера воплощения, иллюстрирующую стадии регистрации высокоэнергетического излучения детектором на основе сцинтиллятора; и
Фиг.4 представляет собой график спектра излучения (при возбуждении рентгеновским излучением) для композиции сцинтиллятора согласно примеру воплощения данного изобретения.
Подробное описание изобретения
Последующее описание примеров воплощения данного изобретения дано со ссылкой на сопровождающие чертежи. Одинаковыми номерами позиций на разных чертежах обозначены одинаковые или сходные элементы. Последующее подробное описание не ограничивает данное изобретение. Напротив, объем данного изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения. Последующие примеры воплощения обсуждаются, для простоты, с точки зрения терминологии и структуры сцинтилляционных соединений со структурой эльпазолита, обладающих высоким разрешением по энергии.
Ссылки, сделанные по ходу описания, на «один из примеров воплощения» или «некоторый пример воплощения», означают, что конкретные признак, структура или характеристика, описанные в связи с каким-либо примером воплощения, включена по меньшей мере в один пример воплощения раскрываемого объекта изобретения. Таким образом, появление оборотов «в одном из примеров воплощения» или «в некотором примере воплощения» в различных местах по тексту описания не обязательно относится к одному и тому же примеру воплощения. Кроме того, конкретные признаки, структуры или характеристики могут быть объединены любым подходящим образом в одном или большем количестве примеров воплощения.
Теперь обратимся к Фиг.1: пример воплощения композиций (100) сцинтиллятора на основе решетки (102) материала основы (материала матрицы) с кристаллической структурой эльпазолита и с общей формулой A2BLnX6, где А (104) является одним или более из элементов группы 1А: калия (К), рубидия (Rb), цезия (Cs) и таллия (Tl); В (106) является одним или более из элементов группы 1А: лития (Li) и натрия (Na); X (110) является одним или более из элементов: фтора (F), хлора (Cl), брома (Br) и иода (I); и Ln (108) является лантаноидом. Во всех случаях примеров воплощения в композиции (100) сцинтиллятора использован активатор (112) - ион трехвалентного церия (Се3+), для получения эффективной люминесценции при возбуждении ультрафиолетовым, рентгеновским или гамма-излучением. В следующем аспекте примеров воплощения ион трехвалентного церия (Се3+) можно комбинировать с одним или более из ионов одновалентного таллия (Tl+) и трехвалентного висмута (Bi3+) для увеличения плотности и, соответственно, задерживающей способности композиции (100) сцинтиллятора. В другом аспекте примера воплощения такое «легирование» трехвалентным церием позволяет изготовить более тонкие кристаллы с такой же задерживающей способностью, как и у более толстых нелегированных кристаллов. В другом аспекте примера воплощения предполагается, что добавление ионов одновалентного таллия (Tl+) и трехвалентного висмута (Bi3+) улучшает световой выход путем уменьшения ширины запрещенной зоны.
В качестве примера световой выход (СВ) активированных Ce3+ LaBr3 и LaCl3 составляет 61000 и 46000 фотонов на МэВ соответственно. Соответственно примеры воплощения обеспечивают разрешение по энергии 2,85% для LaBr3 и 3,30% для LaCl3. Приведенная в качестве примера композиция 100 сцинтиллятора из эльпазолита, Cs2NaLaBr4I2, обеспечивает неожиданные результаты в отношении более высокой эффективности для смешанного галогенида по сравнению с индивидуальным галогенидом. Было сделано предположение, что конкретный галогенид мог бы иметь более высокую эффективность и что смешанные галогениды могли бы снижать эффективность в зависимости от типа и количества введенных галогенидов, то есть обладать эффективностью примерно промежуточной между эффективностями индивидуальных галогенидов. В результате осуществления этого примера воплощения по сравнению с этим предположением оказалось, что смесь галогенидов из четырех ионов брома и двух ионов иода дает более высокую эффективность, чем для каждого из индивидуальных галогенидов, если использовать их по отдельности в композиции 100 сцинтиллятора.
Предложенные композиции 100 сцинтиллятора в примере воплощения будут иметь световой выход (СВ), превышающий световой выход имеющихся в продаже материалов, таких как германат висмута (ВГО) и легированный церием ортосиликат лютеция (ЛСО). Дополнительно в примере воплощения предложенные композиции 100 сцинтиллятора могут значительно повысить способность различать гамма-излучения, слабо отличающиеся по энергиям.
Продолжая рассматривать пример воплощения данного изобретения, приемлемый уровень активатора 112 будет зависеть от различных факторов, таких как конкретные галогениды 110 и элементы группы «А» 104 и группы «В» 106, присутствующие в материале 102 матрицы; желаемые эмиссионные свойства и время послесвечения; и тип детектирующего устройства, в которое вводят композицию 100 сцинтиллятора. Обычно в примерах воплощения активатор 112 (Се3+) применяют на уровне в диапазоне примерно от 1% мол. до 100% мол. в расчете на общее количество молей активатора 112 и материала 102 матрицы. Во многих предпочтительных примерах воплощения количество активатора 112 находится в диапазоне примерно от 1% мол. до 30% мол. при таком же расчете.
Кроме того, в примере воплощения следует отметить, что композицию 100 сцинтиллятора обычно описывают в терминах компонента - материала 102 матрицы и компонента - активатора 112. Однако в примере воплощения следует отметить, что, когда компоненты объединяют, их можно рассматривать как единую, находящуюся в тесном контакте композицию, которая все еще сохраняет отличительные свойства компонента 112 активатора и компонента 102 материала матрицы. Например, приведенную в качестве примера композицию 100 сцинтиллятора можно выразить как Cs2NaLa0,98Ce0,02Br4I2.
В некоторых примерах воплощения материал 102 матрицы может дополнительно содержать висмут. Присутствие висмута в примере воплощения может улучшать различные свойства, такие как задерживающая способность (не ограничиваясь этим). Количество висмута, если он присутствует, в примере воплощения может до некоторой степени изменяться. Примерные количества могут находиться в диапазоне примерно от 1% мол. до 40% мол. от общей мольной массы материала матрицы, включая висмут.
Продолжая рассматривать примеры воплощения, композиции 100 сцинтиллятора можно приготовить и использовать в различных формах. Например, в некоторых примерах воплощения композиция 100 сцинтиллятора находится в монокристаллической форме (в виде одного кристалла). В примере воплощения следует отметить, что монокристаллические кристаллы композиции 100 сцинтиллятора обладают более высокой тенденцией к прозрачности и особенно применимы для детекторов 200 высокоэнергетического излучения (см. Фиг.2), например для детекторов, регистрирующих гамма-лучи.
В некоторых примерах воплощения композицию 100 сцинтиллятора можно использовать и в других формах в зависимости от предполагаемого конечного использования. Например, композиция 100 сцинтиллятора может находиться в порошковой форме. В примере воплощения следует отметить, что композиция 100 сцинтиллятора может содержать малые количества примесей, как описано в публикациях WO 01/60944 A2 и WO 01/60945 A2, включенных в текст данного описания путем ссылок. Эти примеси обычно привносятся с исходными компонентами, и обычно они составляют менее чем примерно 0,1% масс. от композиции 100 сцинтиллятора и могут составлять лишь 0,01% масс. В примере воплощения следует дополнительно отметить, что композиция 100 сцинтиллятора может также включать паразитические добавки, объемное процентное содержание которых обычно составляет менее чем примерно 1%. Кроме того, в примере воплощения в композицию 100 сцинтиллятора можно преднамеренно включать незначительные количества других материалов.
Для получения композиций 100 сцинтиллятора согласно примеру воплощения можно применять различные технологии. В одном примере воплощения сначала получают подходящий порошок, содержащий желаемые материалы в правильных отношениях, а затем проводят такие операции, как прокаливание, прессование в форме, спекание и/или горячее изостатическое прессование. Подходящий порошок по примеру воплощения можно получить путем смешивания различных форм реагентов, например солей, галогенидов или их смесей. В некоторых случаях индивидуальные составляющие применяют в объединенной форме, например в виде комбинации компонентов, имеющейся в продаже. Например, можно применять различные галогениды щелочных металлов и щелочноземельных металлов. Неограничивающие примеры этих соединений включают хлорид цезия, бромид калия, бромид цезия, иодид цезия и т.п.
В примере воплощения смешивание реагентов можно осуществить любым подходящим способом, который гарантирует тщательное, однородное смешивание. Например, смешивание можно проводить с помощью агатовой ступки и пестика. В качестве альтернативного примера воплощения можно применять блендер или измельчающее устройство, такое как шаровая мельница, чашевая мельница, молотковая дробилка или струйная вихревая мельница. Продолжая рассматривать пример воплощения, смесь может также содержать различные добавки, такие как флюсы и связующие, и в зависимости от совместимости и/или растворимости иногда в качестве транспортной среды при размоле можно применять различные жидкости. В примере воплощения следует отметить, что следует применять подходящую измельчающую среду, то есть материал, который не может загрязнить композицию 100 сцинтиллятора, поскольку такое загрязнение могло бы снизить мощность светоиспускания.
Далее в примере воплощения смесь можно прокалить в температурных и временных условиях, достаточных для превращения смеси в твердый раствор. Условия, необходимые в примерах воплощения, будут зависеть, в частности, от конкретных выбранных реагентов. При прокаливании смесь согласно примеру воплощения обычно находится в герметично закрытой емкости, например в трубке или тигле, изготовленных из кварцевого стекла или серебра, чтобы компоненты не могли уйти в атмосферу. Прокаливание согласно примеру воплощения обычно можно проводить в печи при температуре в диапазоне примерно от 500 до 1500°C, а время прокаливания обычно составляет примерно от 15 минут до 10 часов. Прокаливание согласно примеру воплощения обычно проводят в атмосфере, не содержащей кислорода и влаги, например в вакууме или в атмосфере инертного газа, такого как азот, гелий, неон, аргон, криптон и ксенон, не ограничиваясь этим. После прокаливания композиции 100 сцинтиллятора согласно примеру воплощения полученный материал можно измельчить, чтобы перевести композицию 100 сцинтиллятора в форму порошка; для получения из порошка элементов детектора излучения можно применять обычные технологии.
В другом аспекте примера воплощения можно получить монокристаллический материал с помощью хорошо известных в данной области методов. Неограничивающей, приведенной в качестве примера ссылкой является "Luminescent Materials" («Люминесцентные материалы») G.Blasse et al., Springer-Verlag (1994). Обычно, согласно одному из примеров воплощения, соответствующие реагенты расплавляют при температуре, достаточной для образования конгруэнтной расплавленной композиции.
Продолжая описание примера воплощения, для получения монокристалла композиции 100 сцинтиллятора из расплавленной композиции можно применять ряд способов, описанных в таких ссылках, как патент США №6437336 (Pauwels et al.) и "Crystal Growth Processes" (Процессы выращивания кристаллов), J.C.Brice, Blackie & Son Ltd. (1986), включенных в текст данного описания посредством ссылок, но не ограничиваясь ими. В другом неограничивающем примере воплощения данного изобретения примерами способов выращивания монокристаллов являются метод Бриджмена-Стокбаргера (Bridgman-Stockbarger), метод Чохральски (Czochralski), метод «зонной плавки» и метод «температурного градиента».
Другим неограничивающим примером воплощения способа получения монокристалла согласно примеру воплощения материала сцинтиллятора является патент США №6585913 (Lyons et al.), включенный в текст данного описания посредством ссылки. В этом неограничивающем примере воплощения способа в насыщенный раствор вводят кристаллический зародыш желаемой композиции 100 сцинтиллятора согласно примеру воплощения. В другом аспекте способа согласно примеру воплощения насыщенный раствор, который содержит соответствующие предшественники композиции 100 сцинтиллятора, помещают в соответствующий тигель. Продолжением способа согласно примеру воплощения является обеспечение возможности роста кристалла композиции 100 согласно примеру воплощения изобретения и его присоединения к монокристаллу с использованием одного или большего количества способов, которые обсуждались ранее; рост завершают в тот момент, когда кристалл композиции 100 сцинтиллятора согласно примеру воплощения достигает размера, пригодного для предполагаемого применения.
Рассмотрим теперь Фиг.2 и другой пример воплощения; описано устройство для регистрации высокоэнергетического излучения сцинтилляционным детектором 200 излучения. В примере воплощения сцинтилляционный детектор 200 излучения включает один или более кристаллов 202 композиции сцинтиллятора, полученных из композиции 100 сцинтиллятора, описанной в тексте данного описания. Сцинтилляционные детекторы 200 излучения хорошо известны в уровне техники, и нет необходимости подробно описывать их в тексте данного описания. В качестве нескольких неограничивающих ссылок, обсуждающих такие устройства, можно привести патенты США 6585913 и 6437336, описанные выше, и патент США №6624420 (Chai et al.), которые включены в текст данного описания путем ссылок. В другом примере воплощения, проиллюстрированном на Фиг.3, описан способ регистрации высокоэнергетического излучения сцинтилляционным детектором 200 излучения. На первой стадии 302 кристаллы 202 из композиции 100 сцинтиллятора в этом устройстве принимают излучение от исследуемого источника и производят фотоны, которые являются характеристичными для этого излучения. На следующей стадии 304 эти фотоны регистрируют каким-либо типом детектора фотонов, известным как фотодетектор 204, соединенным с кристаллом 202 из композиции 100 сцинтиллятора с помощью обычных электронных и механических систем соединения.
Фотодетектором 204 может быть ряд устройств, которые все хорошо известны из уровня техники. Неограничивающие примеры включают трубки фотоумножителей, фотодиоды, ПЗС-сенсоры и усилители изображения. Выбор конкретного фотодетектора 204 будет зависеть, в частности, от типа конструируемого детектора 200 излучения и от предполагаемого применения детектора 200 излучения.
Сами по себе детекторы 200 излучения, которые включают кристалл 202 из композиции 100 сцинтиллятора и фотодетектор 204, можно присоединить к ряду приборов и устройств. Неограничивающие примеры включают устройства для каротажа нефтяных скважин и ядерные медицинские устройства. В другом неограничивающем примере детекторы 200 излучения можно присоединить к устройству цифрового отображения. В дополнительном примере воплощения кристалл 202 из композиции 100 сцинтиллятора может служить компонентом сцинтилляторного экрана.
Эмиссионный спектр для образца композиции 100 сцинтиллятора был получен при возбуждении рентгеновским излучением с использованием оптического спектрометра. На Фиг.4 представлена зависимость интенсивности (условные единицы) от длины волны (нм). Длина волны на пике испускания для образца составляла около 365 нм. Также определили, что композицию 100 сцинтиллятора можно возбуждать гамма-лучами до уровня испускания, характеристичного для иона церия. Эти эмиссионные характеристики ясно указывают, что описанная в тексте данного описания композиция может быть очень полезной для ряда устройств, применяемых для регистрации гамма-излучения.
Раскрытые примеры воплощения обеспечивают описание новой композиции 100 сцинтиллятора и существующих способов получения новой композиции 100 сцинтиллятора. Следует понимать, что данное описание не предполагает ограничения данного изобретения. Напротив, предполагается, что примеры воплощения охватывают и альтернативные случаи, модификации и эквиваленты, которые включены в сущность и объем данного изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения. Кроме того, в подробном описании примеров воплощения приведены многочисленные подробности, чтобы обеспечить адекватное понимание заявленного изобретения. Однако для специалиста понятно, что различные примеры воплощения можно осуществить на практике и без таких конкретных деталей.
В данном патентном описании использованы примеры для раскрытия новой композиции 100 сцинтиллятора, включая наилучший способ ее получения, а также обеспечения любому специалисту возможности приготовления новой композиции 100 сцинтиллятора на основе существующих способов, включая изготовление композиции 100 сцинтиллятора в виде монокристалла. Объем патентной защиты композиции 100 сцинтиллятора определен формулой изобретения и может включать другие примеры, с которыми встречаются специалисты. Предполагается, что такие другие примеры входят в объем защиты формулы изобретения, если они обладают структурными элементами, которые не отличаются от буквально изложенного в формуле изобретения, или если они включают структурные элементы, эквивалентные приведенным в буквальном изложении в формуле изобретения.
Claims (39)
1. Композиция сцинтиллятора, содержащая следующие материалы и любые продукты их реакций:
материал матрицы, содержащий:
первый компонент из по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из щелочных металлов и таллия;
второй компонент, представляющий собой натрий;
третий компонент, представляющий собой лантан;
четвертый компонент из по меньшей мере двух элементов, выбранных из группы, состоящей из фтора, хлора и брома, или (ii) из более чем двух элементов, выбранных из группы, состоящей из галогенов; и
активатор для материала матрицы, содержащий церий,
причем композиция сцинтиллятора представляет собой Се3+ активированный смешанный галогенид со структурой эльпазолита и
при этом материал матрицы дополнительно содержит висмут, и указанный висмут присутствует в количестве, находящемся в диапазоне примерно от 1% мол. до 40% мол. в расчете на общее количество молей активатора и материала матрицы.
2. Композиция сцинтиллятора по п. 1, в которой указанные галогены указанного четвертого компонента выбирают из группы, состоящей из фтора, хлора, брома, иода и их комбинаций.
3. Композиция сцинтиллятора по п. 1, в которой указанные галогены указанного четвертого компонента представляют собой бром и иод в отношении два к одному соответственно.
4. Композиция сцинтиллятора по п. 1, в которой указанный активатор присутствует на уровне в диапазоне примерно от 1% мол. до 20% мол. в расчете на общее количество молей активатора и материала матрицы.
5. Композиция сцинтиллятора по п. 1, в которой материал матрицы содержит соединение формулы A2BLnX6, в которой А представляет собой по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из щелочных металлов и таллия; В представляет собой натрий; Ln представляет собой лантан; и X представляет собой по меньшей мере два элемента, выбранных из группы, состоящей из фтора, хлора и брома, или (ii) более, чем два элемента, выбранных из группы, состоящей из галогенов.
6. Композиция сцинтиллятора по п. 5, в которой X представляет собой бром и хлор.
7. Композиция сцинтиллятора по п. 1, в которой активатор дополнительно содержит висмут.
8. Композиция сцинтиллятора по п. 7, в которой активатор дополнительно содержит таллий.
9. Устройство детектора излучения для регистрации высокоэнергетического излучения, содержащее:
кристаллический сцинтиллятор, который содержит следующую композицию и любые ее продукты реакции:
материал матрицы, содержащий:
первый компонент из по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из щелочных металлов и таллия;
второй компонент, представляющий собой натрий;
третий компонент, представляющий собой лантан;
четвертый компонент из по меньшей мере двух элементов, выбранных из группы, состоящей из фтора, хлора и брома, или (ii) из более чем двух элементов, выбранных из группы, состоящей из галогенов; и
активатор для материала матрицы, содержащий церий; и
фотодетектор, оптически соединенный с указанным кристаллическим сцинтиллятором и выполненный с возможностью производить электрический сигнал в ответ на испускание светового импульса, производимого указанным кристаллическим сцинтиллятором,
при этом материал матрицы дополнительно содержит висмут и указанный висмут присутствует в количестве, находящемся в диапазоне примерно от 1% мол. до 40% мол. в расчете на общее количество молей активатора и материала матрицы.
10. Устройство детектора излучения по п. 9, в котором указанные галогены указанного четвертого компонента выбирают из группы, состоящей из фтора, хлора, брома, иода и их комбинаций.
11. Способ регистрации высокоэнергетического излучения сцинтилляционным детектором, включающий:
прием излучения кристаллом сцинтиллятора таким образом, чтобы производить фотоны, которые являются характеристичными для данного излучения; и
регистрацию фотонов детектором фотонов, соединенным с кристаллом сцинтиллятора;
в котором кристалл сцинтиллятора изготовлен из композиции, содержащей следующие компоненты и любые продукты их реакций:
материал матрицы, содержащий:
первый компонент из по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из щелочных металлов и таллия;
второй компонент, представляющий собой натрий;
третий компонент, представляющий собой лантан;
четвертый компонент из по меньшей мере двух элементов, выбранных из группы, состоящей из фтора, хлора и брома, или (ii) из более чем двух элементов, выбранных из группы, состоящей из галогенов; и
активатор для материала матрицы, содержащий церий,
при этом материал матрицы дополнительно содержит висмут и указанный висмут присутствует в количестве, находящемся в диапазоне примерно от 1% мол. до 40% мол. в расчете на общее количество молей активатора и материала матрицы.
12. Способ по п. 11, в котором материал матрицы содержит соединение формулы A2BLnX6, в которой А представляет собой по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из щелочных металлов и таллия; В представляет собой натрий; Ln представляет собой лантан; и X представляет собой по меньшей мере два элемента, выбранных из группы, состоящей из фтора, хлора и брома или (ii) более чем два элемента, выбранных из группы, состоящей из галогенов.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110462507.5 | 2011-11-23 | ||
| CN201110462507.5A CN103131418B (zh) | 2011-11-23 | 2011-11-23 | Ce3+激活的混合卤化物钾冰晶石以及高能量分辨率闪烁体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012149580A RU2012149580A (ru) | 2014-05-27 |
| RU2638158C2 true RU2638158C2 (ru) | 2017-12-12 |
Family
ID=47521321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012149580A RU2638158C2 (ru) | 2011-11-23 | 2012-11-22 | Композиция сцинтиллятора, устройство детектора излучения и способ регистрации высокоэнергетического излучения |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130126741A1 (ru) |
| CN (1) | CN103131418B (ru) |
| CA (1) | CA2794807C (ru) |
| GB (1) | GB2496973B (ru) |
| RU (1) | RU2638158C2 (ru) |
| SG (1) | SG190539A1 (ru) |
| UA (1) | UA117088C2 (ru) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10853873B2 (en) | 2008-10-02 | 2020-12-01 | Ecoatm, Llc | Kiosks for evaluating and purchasing used electronic devices and related technology |
| US9881284B2 (en) | 2008-10-02 | 2018-01-30 | ecoATM, Inc. | Mini-kiosk for recycling electronic devices |
| US8195511B2 (en) | 2008-10-02 | 2012-06-05 | ecoATM, Inc. | Secondary market and vending system for devices |
| US11010841B2 (en) | 2008-10-02 | 2021-05-18 | Ecoatm, Llc | Kiosk for recycling electronic devices |
| US7881965B2 (en) | 2008-10-02 | 2011-02-01 | ecoATM, Inc. | Secondary market and vending system for devices |
| WO2012138679A1 (en) | 2011-04-06 | 2012-10-11 | ecoATM, Inc. | Method and kiosk for recycling electronic devices |
| FR3004467B1 (fr) | 2013-04-12 | 2016-05-27 | Saint-Gobain Cristaux Et Detecteurs | Fabrication d'une elpasolite stoechiometrique |
| CN105378031B (zh) * | 2013-07-17 | 2019-04-19 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于成像系统中的ce3+激活的发光组合物 |
| US9561969B2 (en) * | 2014-04-18 | 2017-02-07 | University Of Tennessee Research Foundation | Intrinsic complex halide elpasolite scintillators and methods of making and using same |
| KR101587017B1 (ko) * | 2014-05-12 | 2016-01-21 | 경북대학교 산학협력단 | 섬광체, 이의 제조 방법 및 응용 |
| US10401411B2 (en) | 2014-09-29 | 2019-09-03 | Ecoatm, Llc | Maintaining sets of cable components used for wired analysis, charging, or other interaction with portable electronic devices |
| CA2964214C (en) | 2014-10-02 | 2020-08-04 | ecoATM, Inc. | Wireless-enabled kiosk for recycling consumer devices |
| EP3859697A1 (en) | 2014-10-02 | 2021-08-04 | ecoATM, LLC | Application for device evaluation and other processes associated with device recycling |
| US10445708B2 (en) | 2014-10-03 | 2019-10-15 | Ecoatm, Llc | System for electrically testing mobile devices at a consumer-operated kiosk, and associated devices and methods |
| WO2016069296A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-06 | Saint-Gobain Ceramics And Plastics, Inc. | Scintillator including an elpasolite scintillator compound and apparatus including the scintillator |
| WO2016069742A1 (en) | 2014-10-31 | 2016-05-06 | ecoATM, Inc. | Methods and systems for facilitating processes associated with insurance services and/or other services for electronic devices |
| WO2016069738A1 (en) | 2014-10-31 | 2016-05-06 | ecoATM, Inc. | Systems and methods for recycling consumer electronic devices |
| CA2967021C (en) | 2014-11-06 | 2024-03-12 | ecoATM, Inc. | Methods and systems for evaluating and recycling electronic devices |
| US11080672B2 (en) | 2014-12-12 | 2021-08-03 | Ecoatm, Llc | Systems and methods for recycling consumer electronic devices |
| KR101733025B1 (ko) * | 2015-06-16 | 2017-05-08 | 경북대학교 산학협력단 | 섬광체 및 이의 제조 방법 |
| KR101677135B1 (ko) * | 2015-12-15 | 2016-11-21 | 경북대학교 산학협력단 | 섬광체 |
| US11390803B2 (en) | 2016-04-15 | 2022-07-19 | Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation | Scintillator and method for manufacturing the same |
| US10127647B2 (en) | 2016-04-15 | 2018-11-13 | Ecoatm, Llc | Methods and systems for detecting cracks in electronic devices |
| US9885672B2 (en) | 2016-06-08 | 2018-02-06 | ecoATM, Inc. | Methods and systems for detecting screen covers on electronic devices |
| US10269110B2 (en) | 2016-06-28 | 2019-04-23 | Ecoatm, Llc | Methods and systems for detecting cracks in illuminated electronic device screens |
| AU2019404076A1 (en) | 2018-12-19 | 2021-07-15 | Ecoatm, Llc | Systems and methods for vending and/or purchasing mobile phones and other electronic devices |
| CA3129917A1 (en) | 2019-02-12 | 2020-08-20 | Ecoatm, Llc | Connector carrier for electronic device kiosk |
| CA3130102A1 (en) | 2019-02-12 | 2020-08-20 | Ecoatm, Llc | Kiosk for evaluating and purchasing used electronic devices |
| KR20210127199A (ko) | 2019-02-18 | 2021-10-21 | 에코에이티엠, 엘엘씨 | 전자 디바이스의 신경망 기반의 물리적 상태 평가, 및 관련된 시스템 및 방법 |
| JP7361908B2 (ja) * | 2019-10-28 | 2023-10-16 | サン－ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド | 残光を低減するための多価カチオンを含むＣｓＩ（Ｔｌ）シンチレータ結晶、及びシンチレーション結晶を含む放射線検出装置 |
| WO2022040668A1 (en) | 2020-08-17 | 2022-02-24 | Ecoatm, Llc | Evaluating an electronic device using optical character recognition |
| US11922467B2 (en) | 2020-08-17 | 2024-03-05 | ecoATM, Inc. | Evaluating an electronic device using optical character recognition |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2157552C2 (ru) * | 1998-01-12 | 2000-10-10 | Таср Лимитед | Сцинтилляционное вещество (варианты) и сцинтилляционный волноводный элемент |
| US20080001086A1 (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-03 | Alok Mani Srivastava | Scintillating Materials, Articles Employing the Same, and Methods for Their Use |
| US20110024634A1 (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-03 | Radiation Monitoring Devices, Inc. | ENRICHED CsLiLn HALIDE SCINTILLATOR |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69529700T2 (de) * | 1994-06-03 | 2003-10-16 | Agfa-Gevaert, Mortsel | Neue Klasse von hochenergetischen Detektionsmaterialien |
| CN100537703C (zh) * | 2003-03-14 | 2009-09-09 | 堺化学工业株式会社 | 荧光体及其制造方法 |
| JP2005083792A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 放射線画像変換パネル及びその製造方法 |
| JP2005106544A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 放射線像変換パネル及び放射線像変換パネルの製造方法 |
| US7576329B2 (en) * | 2003-10-17 | 2009-08-18 | General Electric Company | Scintillator compositions, and related processes and articles of manufacture |
| US7056451B2 (en) * | 2004-01-21 | 2006-06-06 | General Electric Company | Phosphors containing boron and rare-earth metals, and light sources incorporating the same |
| WO2006082715A1 (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-10 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体の前駆体の製造方法、希土類賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物輝尽性蛍光体及び放射線画像変換パネル |
| US20080131347A1 (en) * | 2006-12-04 | 2008-06-05 | General Electric Company | Scintillation compositions and method of manufacture thereof |
| US7977645B1 (en) * | 2007-11-09 | 2011-07-12 | Radiation Monitoring Devices, Inc. | Mixed cesium sodium and lithium halide scintillator compositions |
| US7939808B1 (en) * | 2007-11-09 | 2011-05-10 | Radiation Monitoring Devices, Inc. | Cesium and lithium-containing quaternary compound scintillators |
-
2011
- 2011-11-23 CN CN201110462507.5A patent/CN103131418B/zh active Active
-
2012
- 2012-11-08 CA CA2794807A patent/CA2794807C/en active Active
- 2012-11-08 UA UAA201212736A patent/UA117088C2/uk unknown
- 2012-11-15 SG SG2012083978A patent/SG190539A1/en unknown
- 2012-11-16 GB GB1220694.2A patent/GB2496973B/en active Active
- 2012-11-20 US US13/682,395 patent/US20130126741A1/en not_active Abandoned
- 2012-11-22 RU RU2012149580A patent/RU2638158C2/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2157552C2 (ru) * | 1998-01-12 | 2000-10-10 | Таср Лимитед | Сцинтилляционное вещество (варианты) и сцинтилляционный волноводный элемент |
| US20080001086A1 (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-03 | Alok Mani Srivastava | Scintillating Materials, Articles Employing the Same, and Methods for Their Use |
| US20110024634A1 (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-03 | Radiation Monitoring Devices, Inc. | ENRICHED CsLiLn HALIDE SCINTILLATOR |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB201220694D0 (en) | 2013-01-02 |
| CA2794807A1 (en) | 2013-05-23 |
| CN103131418A (zh) | 2013-06-05 |
| RU2012149580A (ru) | 2014-05-27 |
| SG190539A1 (en) | 2013-06-28 |
| GB2496973B (en) | 2015-09-16 |
| GB2496973A (en) | 2013-05-29 |
| UA117088C2 (uk) | 2018-06-25 |
| US20130126741A1 (en) | 2013-05-23 |
| CA2794807C (en) | 2021-02-16 |
| CN103131418B (zh) | 2017-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2638158C2 (ru) | Композиция сцинтиллятора, устройство детектора излучения и способ регистрации высокоэнергетического излучения | |
| RU2423725C2 (ru) | Сцинтилляторы для обнаружения излучения, а также соответствующие способы и устройства | |
| RU2422855C2 (ru) | Сцинтилляторные составы на основе галогенидов лантаноидов и связанные с ними способы и изделия | |
| US7250609B2 (en) | Scintillator crystals, method for making same, use thereof | |
| EP1628142B1 (en) | Scintillator compositions, related processes, and articles of manufacture | |
| RU2407041C2 (ru) | Сцинтилляционные составы и соответствующие процессы и изделия | |
| US7692153B2 (en) | Scintillator crystal and radiation detector | |
| US20080131347A1 (en) | Scintillation compositions and method of manufacture thereof | |
| JP4733017B2 (ja) | 希土類ヨウ化物タイプのシンチレータ結晶 | |
| US20070131874A1 (en) | Scintillator materials which are useful for detecting radiation, and related methods and articles | |
| KR101311695B1 (ko) | 고광산출량의 고속 섬광체 | |
| US20210253952A1 (en) | Tl+-based and mixed halide a3b2x9-type scintillators | |
| Roos | Scintillation Detectors | |
| EP3265540B1 (en) | Scintillator composition, radiation detection apparatus and related method |