【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无机闪烁材料领域，特别涉及一种快衰减稀土闪烁材料及其制备方法。
技术介绍
1、晶体、陶瓷或其他形式的闪烁材料在核医学、高能物理、安全检查、石油测井等领域均有广泛应用。虽然不同领域对闪烁材料的性能要求不同，但大都追求闪烁材料具有尽可能高的光产额、尽可能快的衰减时间、尽可能高的能量分辨率以及尽可能高的密度。在核医学领域内闪烁材料主要应用在x射线计算机断层扫描(x-ct)和正电子发射断层扫描(pet)等高端医疗诊断设备中，要求闪烁材料具有高密度、高光产额、快衰减。在众多闪烁材料中，铈掺杂硅酸钇镥闪烁晶体(lyso:ce)因具有性质稳定、高的光产额、较短的衰减时间和高的能量分辨率等优点成为pet用主流闪烁晶体。在pet中，闪烁材料的衰减时间越短，对于减少用药剂量、获得高质量图像信息以及精确定位病灶越有利。
2、c.melcher等人公开了lu2sio5:ce(lso)晶体(us4958080)，具有很高的密度(～7.4g/cm3)、较高的光输出(～30000ph/mev)以及较快的衰减时间(～43ns)。b.chai等人公开了lyso晶体(us6624420b1)，通过y掺杂降低了晶体熔点，节省价格较昂贵的lu2o3原料的用量，但是其衰减时间会略有延长，密度也会有所下降，这对于采用飞行时间(time-of-flight，tof)技术的新型pet而言，是不利的。
3、现有技术方案通常是在lso和lyso晶体中掺杂mg2+、ca2+等二价碱土金属离子来缩短晶体衰减时间，此外还有向晶体中掺杂li+、cu2
4、现有技术方案均无法保证在不明显削弱晶体光产额的情况下，同时实现显著的快速衰减，从而提供可用于制备高分辨率tof-pet的性能优异的闪烁材料。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的是提供一种快衰减稀土闪烁材料及其制备方法，利用pr和ce的共掺杂，在lyso或lso晶体中引入快衰减分量，通过成分调控避免了pr掺杂带来的不利效果，在不影响晶体的光产额前提下大大缩减其衰减时间，使其具有优异的综合性能，可用于制作高分辨率tof-pet或闪烁探测器。
2、为实现上述目的，本专利技术实施例的第一方面提供了一种快衰减稀土闪烁材料，所述稀土闪烁材料的化学通式为(luaybprcced)2camsio5-n；
3、其中，0.8≤a≤1，0≤b≤0.2，0.00001≤c≤0.001，0.0001≤d≤0.001，0.0001≤m≤0.001，0≤n≤0.001。
4、进一步地，所述稀土闪烁材中含有ce3+、ca2+和pr3+。
5、进一步地，所述稀土闪烁材料中pr与ce的比例范围为pr:ce＝1:1～1:100；
6、优选的，所述稀土闪烁材料中pr与ce的比例范围为pr:ce＝1:10～1:100。
7、进一步地，所述稀土闪烁材料的形态包括：粉末、陶瓷或单晶体；
8、优选的，所述稀土闪烁材料的形态包括单晶体。
9、进一步地，所述稀土闪烁材料通过提拉法生长获得。
10、相应地，本专利技术实施例的第二方面提供了一种快衰减稀土闪烁材料制备方法，用于制备上述任一所述的快衰减稀土闪烁材料，包括如下步骤：
11、按照预设比例称量原料，并通过混料机混合第一预设时长，得到混合原料；
12、将所述混合原料装入模具，在预设压力下压制第二预设时长，得到成型料棒；
13、将所述成型料棒置于马弗炉中，在第一预设温度下焙烧第三预设时长得到多晶料棒；
14、将所述多晶料棒放入提拉炉在真空或惰性气氛下提拉生长得到单晶体；
15、将提拉生长得到的单晶体等径部分取样置于马弗炉中在第二预设温度下退火第四预设时长，并在暗室避光第五预设时长后，得到快衰减稀土闪烁材料。
16、进一步地，所述第一预设时长的数值范围为1h～8h；
17、所述预设压力的数值范围为100mpa～250mpa；
18、所述第二预设时长的数值范围为5min～20min；
19、所述第一预设温度的数值范围为1000℃～1500℃；
20、所述第三预设时长的数值范围为10h～20h；
21、所述第二预设温度的数值范围为1100℃～1600℃；
22、所述第四预设时长的数值范围为6h～15h；
23、所述第五预设时长的数值范围为5h～20h。
24、进一步地，所述提拉生长步骤中的提拉速度的数值范围为1.0mm/h～5.0mm/h，晶转速度的数值范围为0.1rpm～8.0rpm。
25、相应地，本专利技术实施例的第三方面提供了一种闪烁探测器，包括上述任一所述的稀土闪烁材料。
26、相应地，本专利技术实施例的第四面提供了一种正电子发射断层扫描成像仪，包括上述闪烁探测器。
27、相应地，本专利技术实施例的第五方面提供了一种伽马能谱仪，包括上述闪烁探测器。
28、本专利技术实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
29、本专利技术利用pr和ce的共掺杂，在lyso或lso晶体中引入快衰减分量，通过成分调控避免了pr掺杂带来的不利效果，在不影响晶体的光产额前提下大大缩减其衰减时间，使其具有优异的综合性能，可用于制作高分辨率tof-pet或闪烁探测器。
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1.一种快衰减稀土闪烁材料，其特征在于，所述稀土闪烁材料的化学通式为(LuaYbPrcCed)2CamSiO5-n；
2.根据权利要求1所述的快衰减稀土闪烁材料，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的快衰减稀土闪烁材料，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的快衰减稀土闪烁材料，其特征在于，
5.一种快衰减稀土闪烁材料制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-4任一所述的快衰减稀土闪烁材料，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的快衰减稀土闪烁材料制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求5所述的快衰减稀土闪烁材料制备方法，其特征在于，
8.一种闪烁探测器，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的闪烁材料。
9.一种正电子发射断层扫描成像仪，其特征在于，包括权利要求8所述的闪烁探测器。
10.一种伽马能谱仪，其特征在于，包括权利要求9所述的正电子发射断层扫描成像仪。
【技术特征摘要】
1.一种快衰减稀土闪烁材料，其特征在于，所述稀土闪烁材料的化学通式为(luaybprcced)2camsio5-n；
2.根据权利要求1所述的快衰减稀土闪烁材料，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的快衰减稀土闪烁材料，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的快衰减稀土闪烁材料，其特征在于，
5.一种快衰减稀土闪烁材料制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-4任一所述的快衰减稀土闪烁材料，包...
【专利技术属性】
技术研发人员：余金秋，张天鹏，蒋周青，王承二，方文奇，
申请(专利权)人：有研稀土新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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