碱卤化物闪烁体和其用途制造技术

一种闪烁体可以包括具有通式Na(1‑y)LiyX的单晶化合物，其中0

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碱卤化物闪烁体和其用途
本公开涉及闪烁体和使用这种闪烁体的方法。
技术介绍
基于闪烁体的探测器用于各种应用，包括核物理研究、石油勘探、野外光谱学、容器和行李扫描以及医学诊断。当基于闪烁体的探测器的闪烁体材料暴露于电离辐射时，闪烁体材料捕获入射辐射和闪烁的能量，以光子的形式发射所捕获的能量。基于闪烁体的探测器的光传感器探测所发射的光子。辐射探测设备可以出于许多不同的原因分析脉冲。需要持续的改进。附图说明实施例通过实例的方式示出，并且不限于附图。图1包括作为左侧脉冲高度的函数和作为右侧闪烁计数的函数的的脉冲形状甄别参数(pulseshapediscriminationparameter)的图示。图2包括根据本文所描述的实施例的辐射探测装置内安装的闪烁体的描绘。图3包括根据本文所描述的实施例的随钻测量装置(measurement-while-drillingdevice)的描绘。图4包括图3的随钻测量装置的分析器装置的描绘。图5包括使用图3的随钻测量装置的方法的流程图。图6包括用于实例部分的样品1的所有闪烁脉冲的脉冲形状甄别密度图示。图7包括用于实例1的样品1的γ和中子脉冲的脉冲形状甄别光谱。图8包括用于实例2的样品2的在一定温度范围内的估计脉冲甄别品质因数的图示。图9包括用于实例2的样品2和3的在一定温度范围内的相对光产率的图示。图10包括用于实例2的样品2和3的在一定温度范围内的相对光产率的图示。图11包括用于实例3的在Li浓度下的能量分辨率的图示。图12包括用于实例4的在Li浓度下的脉冲形状甄别的图示。技术人员了解到，图中的元件是为了简单和清楚起见而示出的，并且不必按比例绘制。举例来说，图中一些元件的尺寸可能相对于其它元件而言被放大以帮助改进对本专利技术实施例的理解。具体实施方式提供以下结合附图的实施方式以帮助理解本文所公开的教示内容。以下讨论将集中于教示内容的具体实施方案和实施例。提供这种焦点以帮助描述教示内容并且不应该被解释为对教示内容的范围或适用性的限制。如本文所使用的术语“包含(comprises/comprising)”、“包括(includes/including)”、“具有(has/having)”或其任何其它变体意在涵盖非排他性的包括内容。举例来说，包含一系列特性的过程、方法、物品或设备不必仅限于那些特性，而是可以包括未明确列出的或这种过程、方法、物品或设备所固有的其它特性。此外，除非有相反的明确说明，否则“或”是指包括性的或而不是指排他性的或。举例来说，条件A或B通过以下中的任何一个来满足：A是真(或存在)且B是假(或不存在)，A是假(或不存在)且B是真(或存在)，以及A和B都是真(或存在)。“一个(a/an)”用于描述本文所描述的元件和部件。这仅仅是为了方便起见并且给出对本专利技术范围的一般理解。除非另有清楚地说明其含义，否则这种描述应该被理解为包括一个或至少一个，并且单数也包括复数，或反之亦然。除非另有说明，否则本文所描述的闪烁体化合物的不同组分的含量是指与熔体对立的晶体的含量。除非另外定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。材料、方法和实例仅是说明性的并且不意欲是限制性的。在本文未描述的程度上，关于具体材料和加工行为的许多细节是常规的，并且可以在闪烁和辐射探测技术内的教科书和其它来源中找到。如本文所描述的闪烁体可以通过展现出中子脉冲与γ辐射脉冲之间的衰减时间的增加差异来实现中子和γ辐射之间的改进区分。举例来说，在一个实施例中，闪烁体可以展现出中子脉冲与γ辐射脉冲之间的衰减时间的差异，所述差异的绝对值是至少33ns或至少35ns或至少37ns或至少39ns。在一个实施例中，闪烁体可以展现出中子脉冲与γ辐射脉冲之间的衰减时间的差异，所述差异的绝对值是至多55ns或至多53ns或至多51ns。此外，中子脉冲与γ辐射脉冲之间的衰减时间的差异的绝对值可以在任何上述最小值和最大值的范围内，如33到55ns或35到53ns。举例来说，中子脉冲的衰减时间可以快于γ辐射脉冲的衰减时间。鉴于上述情况，本文所描述的闪烁体可用于双模式中子和γ辐射探测设备，并且可以在宽范围的温度下提供合适的脉冲形状甄别(PSD)，所述宽范围的温度包括-40℃到200℃或甚至更高的温度，如至少25℃或至少50℃或至少100℃到至少125℃或至少150℃或至少175℃或至少200℃或甚至更高的温度。当暴露于宽范围的温度时，包括-40℃到200℃或甚至更高的温度，如至少25℃或至少50℃或至少100℃到至少125℃或至少150℃或至少175℃或至少200℃或甚至更高的温度，辐射探测设备可以展现出合适的光输出性能。在一个实施例中，闪烁体化合物包括碱卤化物。所述碱卤化物可以掺杂有活化剂。此外，碱卤化物可以与碱金属和活化剂共掺杂。与碱金属的共掺杂可以改进衰减时间、光产率、能量分辨率、比例性、另一种合适的闪烁参数或其任何组合。在一个实施例中，可以控制碱掺杂剂、活化剂的浓度或碱掺杂剂与活化剂的比率以获得良好的闪烁性能。在一个实施例中，碱卤化物的碱可以包括钠，并且碱掺杂剂的碱可以包括锂。举例来说，闪烁体化合物可以具有以下通式(i)：(i)Na(1-y)LiyX，其中0<y<1并且X是至少一种卤素或多种卤素的任何组合。在一个实施例中，‘y’可以是至少0.005或至少0.01或至少0.02或至少0.03。在另外的实施例中，‘y’可以是至多0.1或至多0.09或至多0.08。此外，‘y’可以在任何上述最小值和最大值的范围内，如0.005到0.1。在更特定的实施例中，闪烁体化合物可以包括富集有6Li以使得6Li占总Li含量的超过7％的Li。在一个特定实施例中，6Li占总Li含量的至少70％或至少80％或至少90％。在另一个实施例中，闪烁体化合物可以包括Li，其中6Li占总Li含量的至多7％。在一个实施例中，闪烁体化合物具有化学计量组成，而在另一个实施例中，闪烁体化合物具有非化学计量组成。此外，闪烁体化合物可以包括活化剂掺杂剂。活化剂掺杂剂可以以至少0.03mol％或至少0.1mol％或至少0.2mol％或至少0.3mol％的量存在于闪烁体化合物中。在一个实施例中，增加闪烁体化合物中的活化剂的浓度可以降低相对于PSD而言的闪烁体的性能。因此，在某些实施例中，活化剂掺杂剂的存在量以闪烁体化合物的总重量计可以是至多1mol％或至多0.9mol％或至多0.8mol％。此外，活化剂掺杂剂可以以在任何上述最小值和最大值的范围内存在于闪烁体化合物中，如0.03mol％到1mol％或0.1mol％到0.8mol％。在某些实施例中，活化剂掺杂剂可以包括后过渡金属，如铊或镧系元素如铕，但不包括铊和铕的组合。在一个实施例中，本文所描述的闪烁体的γ辐射脉冲衰减时间可能受闪烁体化合物中的共掺杂剂的浓度的影响。在一个实施例中，包括Li掺杂的NaI:Tl的闪烁体化合物的γ辐射脉冲衰减时间可以长于包括具有相同Tl浓度但没有Li共掺杂剂NaI:Tl的闪烁体化合物的γ辐射脉冲衰减时间。此外，γ辐射脉冲的衰减时间可以随着闪烁体化合物中的Li的含量的增加而减少。举例来说，Li掺杂的Na本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种闪烁体，其包含具有通式Na(1‑y)LiyX的单晶化合物，其中0

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.30 FR 1652716;2016.08.16 FR 16577701.一种闪烁体，其包含具有通式Na(1-y)LiyX的单晶化合物，其中0<y<1并且X是至少一种卤素或多种卤素的任何组合。2.一种闪烁体，其在25℃的温度下的脉冲形状甄别品质因数是至少1.5。3.一种闪烁体，其在150℃的温度下的脉冲形状甄别品质因数是至少1.5。4.根据权利要求2和3中任一项所述的闪烁体，其具有通式Na(1-y)LiyX，其中0<y<1并且X是至少一种卤素或多种卤素的任何组合。5.根据权利要求1和4中任一项所述的闪烁体，其中y是至少0.005或至少0.01或至少0.02或至少0.03。6.根据权利要求1、4和5中任一项所述的闪烁体，其中y是至多0.1或至多0.09或至多0.08。7.根据权利要求6所述的闪烁体，其中铊是唯一的活化剂掺杂剂。8.根据权利要求6所述的闪烁体，其中铕是唯一的活化剂掺杂剂。9.根据前述权利要求中任一项所述的闪烁体，其中所述闪烁体包括包含K、Rb、Cs、In、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Lu、Yb...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨侃，J·乐加，S·布拉胡塔，V·奥斯本斯基，
申请(专利权)人：圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司，圣戈班晶体及检测公司，
类型：发明
国别省市：美国,US