本发明专利技术涉及一种射线检测平板探测器用闪烁体板及其制备方法，所述闪烁体板包括基板、闪烁体层以及夹在所述基板和闪烁体层之间的反射层，其中，所述闪烁体层的组成化学式为(Lu(1-x-y)CexAy)3Al5O12，A格位可供选择的离子包括Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、Li+、Na+、K+中的至少一种，0.001≤x≤0.05，0.0005≤y≤0.05。本发明专利技术的(Lu,A)3Al5O12:Ce透明陶瓷射线平板探测器具有成像锐利空间分辨率高的特点，且具有维护成本低，使用寿命长以及维护成本等优点，应用于医学诊断、无损检测、公共安全、辐射剂量检测以及石油勘探等使用射线检测的装置中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于射线闪烁体探测器成像装置领域，具体涉及一种用于射线检测的平板探测器中的闪烁体板及其制备方法。该探测器利用闪烁体板将射线(或粒子)如γ射线、β射线或X射线等转化为可见光，可见光激发光电转换器件产生电流，再导入计算机中转化为图形信息，以实现射线空间分布的数字化摄影。采用该闪烁体板的探测器可以应用于医学诊断、无损检测、公共安全、辐射剂量检测以及石油勘探等使用射线检测的装置中。
技术介绍
射线探测和成像技术广泛应用于医学影像，工业无损检测和机场车站安全检查等许多生产生活领域。在射线检测中最核心的部件是探测器。近年来，随着医学成像技术的不断发展，对探测器提出了高分辨率快速实时成像的需求。基于平板探测器的射线实时成像检测技术(Digital Radiography，DR)以其轻便耐用、灵敏度高以及图像畸变小等优点成为了新一代射线实时成像技术。目前，射线检测平板探测器分为直接能量转换和间接能量转换两类，基于闪烁体探测器成像的间接转换型平板探测器是最常用的一种射线成像技术。在这种平板探测器装置中，为了将射线转化为可见光而使用闪烁体探测器进行成像。目前商用的平板探测器中所采用的闪烁体主要为CsI。由于CsI具有熔点低、易潮解等特殊的理化性质，目前商用闪烁体平板探测器多采用外延法生长CsI柱状纤维薄膜。该方法生长的CsI薄膜虽然可以有效地提高光采集效率，但采用该方法制备的CsI薄膜透过率较低，制备工艺复杂，成本较高。另外，由于CsI化学性质不稳定，使得外延法生长CsI薄膜中存在空位或空位团等点缺陷，从而影响材料发光效率。立方石榴石结构的氧化物闪烁体(Lu,Ce)3Al5O12(LuAG:Ce)具有密度高(ρ＝6.73g/cm3)和的有效原子序数大(Zeff＝62.9)的优点，对射线吸收能力强，是理想的射线探测材料。利用透明陶瓷制备技术，可以制备具有高光学质量发光性能优异的陶瓷闪烁体。目前，我们制备的碱土金属Me2+共掺的(Lu,Ce,Me)3Al5O12(LuAG:Ce,Me)闪烁陶瓷在1μs门宽下光产额高于22,000ph/MeV，衰减时间快(～40ns)余辉低，是一种非常有潜力的闪烁体。同时我们通过对透明陶瓷表面进行微结构设计与加工，制备表面刻蚀的闪烁体板，提高光采集效率，改善闪烁体成像分辨率。采用具有高光学质量、发光性能优异以及化学性质稳定的(Lu,A)3Al5O12:Ce陶瓷作为闪烁体，为实现高锐度成像清晰快响应射线检测平板探测提供可能。中国专利CN
102934172A、CN 102820071A、CN 103563006A以及CN 103675885A曾经报道了射线检测平板的器件专利，其中采用闪烁体为商用的稀土卤化物。中国专利CN 1034101C、CN1995274A和CN 103380194A等都报道了关于石榴石陶瓷或者单晶闪烁体的专利，但它们的不足在于受材料的闪烁性能以及后端相关电子学匹配等问题，之前并没有用石榴石陶瓷闪烁体制备射线检测平板探测器的先例。此外，之前有关平板探测器的报道，如CN103675885A和CN 102820071A等，大量采用外延生长柱状纤维的方式制备闪烁体层，也没有通过在闪烁体板上刻蚀阵列单元以提高探测器检测性能的报道。
技术实现思路
本专利技术旨在进一步现有射线检测平板探测器，本专利技术提供了一种射线检测平板探测器用闪烁体板及其制备方法。本专利技术提供了一种射线检测平板探测器用闪烁体板，所述闪烁体板包括基板、闪烁体层以及夹在所述基板和闪烁体层之间的反射层，其中，所述闪烁体层的组成化学式为(Lu(1-x-y)CexAy)3Al5O12，A格位可供选择的离子包括Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、Li+、Na+、K+中的至少一种，可以为一种离子也可以为几种离子的混合，0.001≤x≤0.05，0.0005≤y≤0.05。较佳地，A格位离子为Mg2+；0.001≤x≤0.01，更优选0.002≤x≤0.005；0.0005≤y≤0.01，更优选地0.001≤y≤0.005。较佳地，所述基板材质包括石墨、树脂、玻璃或金属，所述反射层材质包括硅胶或环氧树脂，反射层兼具有增加闪烁体板发光以及固定基板与闪烁体层的作用。较佳地，反射层材料中含有40～95wt％光散射粒子SiO2颗粒。较佳地，基板的厚度为0.05mm～10mm，反射层的厚度为0.01μm～0.5μm，闪烁体层的厚度为50μm～500μm。较佳地，基板的厚度为0.05mm～4mm，更优选0.5mm～4mm，反射层的厚度为0.01μm～0.2μm，闪烁体层的厚度为50μm～200μm。较佳地，闪烁体层表面有通过刻蚀形成的独立阵列单元，阵列单元优选矩形，矩形阵列的边长为50μm～200μm，间距范围10～20μm，刻蚀深度10～50μm。又，本专利技术还提供了一种上述闪烁体板的制备方法，包括：1)根据闪烁体层的组成化学式采用固相反应法或液相法结合陶瓷烧结技术，制备闪烁体层材料；2)将步骤1)制备的闪烁体层材料切割成规定尺寸的闪烁体层薄片；3)将闪烁体层薄片与基板通过反射层材料固定后，打磨至规定厚度并抛光。较佳地，闪烁体层薄片打磨前，横截面为矩形，边长范围10～50mm，厚度范围1mm～4mm；基板打磨前，横截面为矩形，边长范围20～70mm，厚度范围1mm～8mm。较佳地，所述制备方法还包括：4)刻蚀所述闪烁体层的表面，使其形成阵列单元，其中，刻蚀的方式包括：线切割、激光切割或电感耦合等离子体。此外，本专利技术还提供了一种含有上述闪烁体板的平板探测器，所述平板探测器包括闪烁体板、光锥和光电转换器件。另外，本专利技术还提供了一种上述闪烁体板采用的透明陶瓷，所述透明陶瓷的组成化学式为(Lu(1-x-y)CexAy)3Al5O12，A格位可供选择的离子包括Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、Li+、Na+、K+中的至少一种，可以为一种离子也可以为几种离子的混合，0.001≤x≤0.01，0.0005≤y≤0.01。本专利技术还提供了一种上述透明陶瓷的制备方法，包括：1)制备均匀混合的包含氧化镥、氧化铝、氧化铈、以及共掺离子氧化物的原料粉体；2)将所述原料粉体成型后得到陶瓷素坯；3)将陶瓷素坯在1700-1900℃下真空烧结得到所述透明陶瓷。较佳地，成型采用干压成型或冷等静压成型，其中，干压成型是在50～150MPa下干压1～5分钟，冷等静压是在200～400MPa下冷等静压1～10分钟。较佳地，所述真空烧结是在压强≤10-2Pa的真空度下于1700～1820℃保温10小时以上。本专利技术的有益效果：本专利技术的(Lu,A)3Al5O12:Ce透明陶瓷射线平板探测器具有成像锐利空间分辨率高的特点，且具有维护成本低，使用寿命长以及维护成本等优点，应用于医学诊断、无损检测、公共安全、辐射剂量检测以及石油勘探等使用射线检测的装置中。通过表面刻蚀的方法对材料微结构进行设计，可以有效地提高系统成像分辨率，适用于所有块体闪烁体材料。附图说明图1示出了采用本专利技术一个实施方式中闪烁体板制备的平板探测器的成像原理示意图；图2示出了本专利技术一个实施方式中采用(Lu,A)3Al5O12:Ce透明陶瓷制备的闪烁体板的结构示
意图；图3示出了本专利技术一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种射线检测平板探测器用闪烁体板，其特征在于，所述闪烁体板包括基板、闪烁体层以及夹在所述基板和闪烁体层之间的反射层，其中，所述闪烁体层的组成化学式为(Lu(1‑x‑y)CexAy)3Al5O12，A格位可供选择的离子包括Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、Li+、 Na+、K+中的至少一种，0.001≤x≤0.05，0.0005≤y≤0.05。
【技术特征摘要】
1.一种射线检测平板探测器用闪烁体板，其特征在于，所述闪烁体板包括基板、闪烁体层以及夹在所述基板和闪烁体层之间的反射层，其中，所述闪烁体层的组成化学式为(Lu(1-x-y)CexAy)3Al5O12，A格位可供选择的离子包括Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、Li+、 Na+、K+中的至少一种，0.001≤x≤0.05，0.0005≤y≤0.05。2.根据权利要求1所述的闪烁体板，其特征在于，A格位离子为Mg2+；0.001≤x≤0.01，更优选0.002≤x≤0.005；0.0005≤y≤0.01，更优选地0.001≤y≤0.005。3.根据权利要求1或2所述的闪烁体板，其特征在于，所述基板材质包括石墨、树脂、玻璃或金属，所述反射层材质包括硅胶或环氧树脂，反射层兼具有增加闪烁体板发光以及固定基板与闪烁体层的作用。4.根据权利要求1-3中任一所述的闪烁体板，其特征在于，反射层材料中含有40～95 wt%光散射粒子SiO2颗粒。5.根据权利要求1-4中任一所述的闪烁体板，其特征在于，基板的厚度为0.05 mm～10 mm，反射层的厚度为0.01 μm～0.5 μm，闪烁体层的厚度为50 μm～500 μm。6.根据权利要求1-5中任一所述的闪烁体板，其特征在于，基板的厚度为0.05 mm～4 mm，更优选0.5 mm～4 mm，反射层的厚度为0.01 μm～0.2 μm，闪烁体层的厚度为50 μm～200 μm。7.根据权利要求1-6中任一所述的闪烁体板，其特征在于，闪烁体层表面有通过刻蚀形成的独立阵列单元，阵列单元优选矩形，矩形阵列的边长为50 μm～200 μm，间距范围10～20 μm，刻蚀深度10～50 μm。8.一种权利要求1-7中任一所述闪烁体板的制备方法，其特征在于，包括：1）根据闪烁体层的组成化学式采用固相反应法或液...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡辰，冯召东，石云，秦秀波，刘书萍，李江，寇华敏，潘裕柏，冯锡琪，郭景坤，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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