包括钆钇镓铝石榴石的中子检测设备及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种包括钆钇镓铝石榴石的中子检测设备及其使用方法。所述中子检测设备可以包括一种具有化学式Gd3(1-x)Y3xAl5(1-y)Ga5yO12的闪烁体。在一个实施方案中，x是至少约0.05并且不大于约0.5，而y是至少约0.05并且不大于约0.95。该闪烁体可以有能力响应于与中子的相互作用而发射闪烁光。该中子检测设备还可以包括一个光学耦合到该闪烁体上的光敏传感器。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种。所述中子检测设备可以包括一种具有化学式Gd3(1-x)Y3xAl5(1-y)Ga5yO12的闪烁体。在一个实施方案中，x是至少约0.05并且不大于约0.5，而y是至少约0.05并且不大于约0.95。该闪烁体可以有能力响应于与中子的相互作用而发射闪烁光。该中子检测设备还可以包括一个光学耦合到该闪烁体上的光敏传感器。【专利说明】 披露领域本披露针对的是一种包括钆钇镓铝石榴石的中子检测设备及其形成方法。 进旦基于闪烁体的检测器用于多种应用中，包括在核物理、石油勘探、场光谱、集装箱和行李扫描、以及医学诊断方面的研究。当基于闪烁体的检测器的一个检测体暴露于粒子辐射中时，闪烁体吸收进入的粒子的能量并进行闪烁，从而以光子形式发射出所吸收的能量。例如，中子检测器可以在吸收一个中子后发射光子。典型的中子检测器可以包括中子传感材料，例如3He、6L1、1(l5^B或157GcL中子传感材料可以与中子相互作用以产生次级粒子，这些次级粒子与该闪烁体材料相互作用以产生光子。这些光子可以被检测并转化为电脉冲，可以通过电子装置来处理电脉冲并将其记录为计数，这些计数被传输到分析仪器。基于闪烁体的中子检测器的进一步改进是令人希望的。
技术实现思路
多个实施方案可能与以下列出的项目中的一个或多个相一致，这些并非用于限制本专利技术保护范围。项目I。一种中子检测装置，包括:具有化学式Gd3(1_x)Y3xAl5(1_y)Ga5y012的闪烁体，其中x是至少约0.05并且不高于约0.5，并且y是至少约0.05并 且不高于约0.95，其中该闪烁体能够响应于与中子的相互作用而发射闪烁光；以及一个光学耦合到该闪烁体上的光敏传感器。项目2。一种方法，包括:在一个中子检测设备处接收中子福射,该中子福射设备包括:具有化学式Gd3(1_x)Y3xAl5(1_y)Ga5y012的闪烁体，其中x是至少约0.05并且不高于约0.5，并且J是至少约0.05并且不高于约0.95 ；以及一个光学耦合到该闪烁体上的光敏传感器；响应于由该闪烁体捕获一个中子而发射闪烁光；并且响应于接收到该闪烁光或者其衍生物，在该光敏传感器处产生一个电脉冲。项目3。如项目2中所述的方法，进一步包括将快中子转换成热中子。项目4。如项目I至3中任一项所述的中子检测设备或方法，其中X是至少约0.09、至少约0.18、至少约0.26、或至少约0.38。项目5。如以上项目中任一项所述的中子检测设备或方法，其中X是不高于约0.44、不高于约0.32、不高于约0.21、或不高于约0.12。项目6。如以上项目中任一项所述的中子检测设备或方法，其中I是至少约0.15、至少约0.36、至少约0.58、或至少约0.76。项目7。如以上项目中任一项所述的中子检测设备或方法，其中y是不高于约0.85、不高于约0.64、不高于约0.46、或不高于约0.27。项目8。如以上项目中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该闪烁体包括一种活化剂，该活化剂包括Ce、Pr、Tb、或其组合。项目9。如项目8所述的中子检测设备或方法，其中该闪烁体可以包括至少约100原子百万分率(ppm)的Ce、至少约300原子ppm的Ce、至少约600原子ppm的Ce、或至少约1100 原子 ppm 的 Ce。项目10。如项目8所述的中子检测设备或方法，其中该闪烁体包括不高于约1.5原子％的Ce、不高于约0.8原子％的Ce、或不高于约0.1原子％的&。项目11。如项目8到10中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该活化剂替代了该闪烁体的一部分Gd、一部分Y，或一部分的Gd和Y两者。项目12。如以上项目中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该中子检测设备进一步包括一种被布置在该闪烁体与该光敏传感器之间的光学耦合材料。项目13。如项目12所述的中子检测设备或方法，其中该光学耦合材料包括一种有机聚合物。项目14。如项目13所述的中子检测设备或方法，其中该有机聚合物包括硅酮橡胶、环氧树脂、塑料、或其任何组合。项目15。如以上项目中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该光敏传感器包括一个光电二极管、光电倍增管、硅光电倍增器、雪崩光电二极管、混合光电倍增管、或其任何组合。项目16。如以上项目中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该中子检测设备包括一种中子调节剂，用于将快中子转换成热中子。项目17。如项目16所述的中子检测设备或方法，其中该中子调节剂包括烃。项目18。如项目17所述的中子检测设备或方法，其中该烃包括聚烯烃或聚丙烯酸酯。项目19。如以上项目中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该中子检测设备包括一个波长偏移器，以便将该闪烁光的波长偏移到一种衍生光的波长，该衍生光具有与该闪烁光的波长相比更长的波长。项目20。如以上项目中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该中子检测设备包括多个含有该闪烁体的层。项目21。如以上项目中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该闪烁光具有至少约350nm、至少约390nm、至少约420nm、至少约450nm、至少约485nm、或至少约540nm的发射最大值。项目22。如项目I至20中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该闪烁光具有不高于约710nm、不高于约605nm、不高于约500nm、不高于约470nm、不高于约430nm的发射最大值。项目23。如以上项目中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该闪烁体具有的孔隙度是不高于约IOvol%、不高于约7νο1%、不高于约4νο1%、或不高于约Ivol%。项目24。如以上项目中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该光敏传感器具有至少约8 %、至少约18 %、至少约24%、或至少约32 %的量子效率。项目25。如项目I到23中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该光敏传感器具有不高于约48%、不高于约41 %、不高于约36%、或不高于约28%的量子效率。项目26。如以上项目中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该闪烁体包括多个相。项目27。如项目26所述的中子检测设备或方法，其中该多个相可以包括一个陶瓷相和至少一个非晶的次级相。项目28。如项目27所述的中子检测设备或方法，其中该至少一个次级相可以包括无定形相。项目29。如项目I到25中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该闪烁体包括单一的相。项目30。如以上项目中任一项所述的中子检测设备或方法，其中该光敏传感器被配置成用于检测具有至少约500nm的发射最大值的特定的闪烁光。项目31。如项目I所述的中子检测设备，进一步包括电子器件，该电子器件被配置为为采用脉冲形状辨识来以区分由该闪烁体捕获的伽马射线与由该闪烁体捕获的中子。项目32。一种方法，包括:形成一种或多种起始材料粉末；将该一种或多种起始材料粉末混合，以形成一种混合物；将该混合物成形为一个生坯；并且热处理该生坯以形成一个具有化学式Gd3(1_x)Y3xAl5(1_y)Ga5y012的闪烁体，其中x是至少约0.05并且不高于约0.5，并且y是至少约0.05并且不高于约0.95，并且其中该闪烁体能够响应于与中子的相互作用而发射闪烁光。项目33。如项目32所述的方法，其中该一种或多种起始材料粉末是经由溶液燃烧方法或沉淀方法形成的。项目34本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中子检测设备，包括：具有化学式Gd3(1?x)Y3xAl5(1?y)Ga5yO12的闪烁体，其中x是至少0.05并且不高于0.5，并且y是至少0.05并且不高于0.95，其中该闪烁体能够响应于与中子的相互作用而发射闪烁光；以及一个光学耦合到该闪烁体上的光敏传感器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭晓峰，陈启伟，
申请(专利权)人：圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：