X射线成像探测器用倍半氧化物透明陶瓷闪烁屏及其应用制造技术

本申请公开了一种X射线成像探测器用倍半氧化物透明陶瓷闪烁屏及其应用，该闪烁屏包括至少两层闪烁体；所述闪烁体的组分为：(M1

【技术实现步骤摘要】
X射线成像探测器用倍半氧化物透明陶瓷闪烁屏及其应用


[0001]本申请涉及X射线成像领域，特别是涉及一种X射线成像探测器用倍半氧化物透明陶瓷闪烁屏及其应用。

技术介绍

[0002]闪烁屏是X射线成像探测器的核心部件，传统X射线断层扫描成像(CT)技术采用单一能谱X射线、单层闪烁屏对物体进行成像，重建结果仅为衰减系数成像，有时会导致两种不同材料的成像完全相同，而双能或多能CT利用不同能谱X射线进行成像，可以获取物体的原子序数等信息，从而成为CT技术发展的一个重要方向。
[0003]层状闪烁屏是其中一种双能或多能CT的一种成像方式，其基本做法是采用多层结构，如双层结构中的上层闪烁屏密度较低，主要吸收低能X射线，下层闪烁屏密度较高，主要吸收高能X射线，再经由计算机进行图像重建，提高成像质量，实现对物质成分的鉴别。要求不同层的闪烁体吸收尽量多的特定能量范围的X射线，而减少对其他能量范围的射线的吸收，如上层闪烁体尽量吸收低能X射线，而透过高能X射线，下层闪烁体尽量多的吸收高能X射线。
[0004]目前层状闪烁屏的构建方式是从现有的闪烁材料中选取材料，如上层采用ZnSe或CsI，下层采用Gd2O2S:Tb或LYSO:Ce，这种方式的局限在于只能从有限的闪烁体中进行选择，可选取范围较小。另一方面，由于可选择的闪烁体有限，也一定程度上限制了对X射线源能量的选择。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。
[0006]根据本申请的一个方面，本专利技术针对目前双能或多能X射线成像系统中闪烁体的选择有限，无法精确优化对不同能量X射线吸收的问题，提供了一种X射线成像探测器用倍半氧化物透明陶瓷闪烁屏，包括至少两层闪烁体；
[0007]所述闪烁体的组分为：(M1
x
M2
y
M3
z
RE
1-x-y-z
)2O3；
[0008]其中：0≤x,y,z＜1；
[0009]M代表Lu、Gd、Y、La或Sc；
[0010]RE代表Eu、Tb、Pr、Tm或Dy。
[0011]可选地，还包括设置在两层闪烁体之间的分割层，所述分割层为YSZ；所述YSZ代表钇稳定氧化锆。
[0012]可选地，所述闪烁体为两层，结构表述为：
[0013](M1
x
M2
y
M3
z
RE
1-x-y-z
)2O3/YSZ/(M1
′
a
M2
′
b
M3
′
c
RE
′
1-a-b-c
)2O3；
[0014]其中：0≤a,b,c＜1；
[0015]RE
’
代表Eu、Tb、Pr、Tm或Dy。
[0016]可选地，所述闪烁体为三层，结构表述为：
[0017](M1
x
M2
y
M3
z
RE
1-x-y-z
)2O3/YSZ/(M1
′
a
M2
′
b
M3
′
c
RE
′
1-a-b-c
)2O3/YSZ/M1
″
u
M2
″
v
M3
″
w
RE
″
1-u-v-w
)2O3；
[0018]其中：0≤u,v,w＜1；
[0019]RE”代表Eu、Tb、Pr、Tm或Dy。
[0020]可选地，每一层闪烁体的RE、RE
’
和RE”选用相同的元素或各不相同的元素，用于进行颜色的调控。
[0021]可选地，采用透明陶瓷工艺，按照结构一次性成型制备透明陶瓷闪烁屏，或，分别采用闪烁体材料制备每一层闪烁体，然后再将每一层闪烁体按照结构组合成透明陶瓷闪烁屏。
[0022]可选地，所述分割层的厚度为0～1mm。
[0023]可选地，每一层闪烁体的厚度范围为1μm～5cm。
[0024]可选地，其闪烁体截面积不低于1
×
1mm2。
[0025]本申请的另一个方面，提供一种X射线成像探测器用倍半氧化物透明陶瓷闪烁屏在医学成像、工业无损检测的X射线双能或多能探测领域的应用。
[0026]以Lu2O3基和Sc2O3基为代表的倍半氧化物闪烁体具有密度范围大(Lu2O3:9.7g/cm3，Sc2O3:3.9g/cm3)、光产额高(Lu2O3:Eu97000ph/MeV,Sc2O3:Eu为Lu2O3:Eu的54％左右)的特点，而倍半氧化物之间的离子半径比较接近(如)可以根据不同的能谱的特点，设计最优化的混晶组分，实现对不同能量的X射线选择吸收的优化。
[0027]本专利技术通过倍半氧化物混晶组分的调节，优化对不同能量X射线的吸收效率，得到双层双色或多层多色的透明陶瓷闪烁屏，有利于提高双能或多能X射线探测的成像效果，且大面积制备相对容易。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例提供的一种双能或多能X射线成像探测器用透明陶瓷闪烁屏的组分结构设计示意图。
具体实施方式
[0029]参见图1，为本专利技术的透明陶瓷闪烁屏的结构示意图，具体结构为依次设置(M1
x
M2
y
M3
z
RE
1-x-y-z
)2O3101/YSZ102/(M1
′
a
M2
′
b
M3
′
c
RE
′
1-a-b-c
)2O3103/YSZ102/M1
″
u
M2
″
v
M3
″
w
RE
″
1-u-v-w
)2O3104
…
。其中：0≤x,y,z(a,b,c,u,v,w)＜1。M代表Lu、Gd、Y、La或Sc，RE(RE
’
,RE”)代表Eu、Tb、Pr、Tm或Dy，YSZ代表钇稳定氧化锆。
[0030]本专利技术提供一种X射线成像探测器用倍半氧化物透明陶瓷闪烁屏，包括至少两层闪烁体；
[0031]所述闪烁体的组分为：(M1
x
M2
y
M3
z
RE
1-x-y-z
)2O3；
[0032]其中：0≤x,y,z＜1；
[0033]M代表Lu、Gd、Y、La或Sc；
[0034]RE代表Eu、Tb、Pr、Tm或Dy。
[0035]本专利技术的透明陶瓷闪烁体具有浓度掺杂均匀、易大尺寸化和更优异的机械性能等优点，且制备成本相对较低，是X射线成像用闪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X射线成像探测器用倍半氧化物透明陶瓷闪烁屏，其特征在于，包括至少两层闪烁体；所述闪烁体的组分为：(M1
x
M2
y
M3
z
RE
1-x-y-z
)2O3；其中：0≤x，y，z＜1；M代表Lu、Gd、Y、La或Sc；RE代表Eu、Tb、Pr、Tm或Dy。2.根据权利要求1所述的X射线成像探测器用倍半氧化物透明陶瓷闪烁屏，其特征在于，还包括设置在两层闪烁体之间的分割层，所述分割层为YSZ；所述YSZ代表钇稳定氧化锆。3.根据权利要求2所述的X射线成像探测器用倍半氧化物透明陶瓷闪烁屏，其特征在于，所述闪烁体为两层，结构表述为：(M1
x
M2
y
M3
z
RE
1-x-y-z
)2O3/YSZ/(M1
′
a
M2
′
b
M3
′
c
RE
′
1-a-b-c
)2O3；其中：0≤a，b，c＜1；RE
’
代表Eu、Tb、Pr、Tm或Dy。4.根据权利要求3所述的X射线成像探测器用倍半氧化物透明陶瓷闪烁屏，其特征在于，所述闪烁体为三层，结构表述为：(M1
x
M2
y
M3
z
RE
1-x-y-z
)2O3/YSZ/(M1
′
a
...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯鹤，张志军，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：