[发明专利]一种CsI：Tl和LaBr3：Ce3+叠层闪烁体

说明书

技术领域

本发明属于无机闪烁体射线探测技术领域，具体涉及一种由CsI:Tl和LaBr₃:Ce³⁺构成的叠层闪烁体。 

背景技术

以LaBr₃:Ce³⁺为代表的稀土掺杂卤化镧单晶是21世纪初兴起的新型无机闪烁体，其优异的能量特性和时间特性要显著优于传统闪烁体NaI:Tl、CsI:Na、CsI:Tl等^[1]。但这类晶体也存在一些固有缺陷，如生长过程易开裂、易潮解、发光区域主要位于紫外、对低能射线响应不佳等^[2]。尤其在较低能量段(E＜50keV)，LaBr₃:Ce³⁺对射线的响应并不优于传统闪烁体如NaI:Tl、CsI:Na、CsI:Tl等^{[错误！未定义书签。]}。其他闪烁体如高纯锗(HPGe)探测器虽然在高能、低能区域能量分辨率都比较好，但比较昂贵，而且需要在液氮保护下使用，很不方便；碲锌镉(CZT)探测器低能响应很好，但难以生长得到大体积晶体，因而对高能射线探测效率较低，而且存在极化效应。 

能否构造一种叠层闪烁体的结构，使其能够兼顾传统闪烁体对低能射线与LaBr₃:Ce³⁺对较高能量射线响应的优势，是一个亟待解决的问题。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种由CsI:Tl和LaBr₃:Ce³⁺构成的叠层闪烁体。 

一种由CsI:Tl和LaBr₃:Ce³⁺构成的叠层闪烁体，CsI:Tl晶体置于上部，面对放射源，LaBr₃:Ce³⁺晶体置于下部，与光电倍增管相连，CsI:Tl和LaBr₃:Ce³⁺晶体间以硅脂进行光耦合，CsI:Tl和LaBr₃:Ce³⁺晶体的上面和侧面缠绕有光反射材料，底面铺设石英玻璃片，缠绕有光反射材料的侧面包裹铝皮，光反射材料的上面为碳纤维板，石英玻璃片与LaBr₃:Ce³⁺晶体和铝皮间通过透明液体胶粘牢。 

所述光反射材料为聚四氟乙烯。 

所述碳纤维板的厚度为0.5-2mm。 

所述石英玻璃片的厚度为0.5-2mm。 

所述CsI:Tl晶体为直径15-25mm，厚0.5-4mm的圆柱。 

所述LaBr₃:Ce³⁺晶体为直径15-25mm，厚18-22mm的圆柱。 

本发明的有益效果：本发明的叠层闪烁体能够兼顾传统闪烁体对低能射线与LaBr₃:Ce³⁺对较高能量射线响应的优势，可广泛应用于核医学影像设备、行李安检、集装箱检查、大型工业设备无损探伤、石油测井、放射性探测、环境监测等领域。 

附图说明

图1为由CsI:Tl和LaBr₃:Ce³⁺构成的叠层闪烁体结构示意图； 

图中，1-放射源、2-碳纤维板、3-CsI:Tl晶体、4-硅脂、5-LaBr₃:Ce³⁺晶体、6-光反射材料、7-铝皮、8-石英玻璃片。 

图2为CsI:Tl和LaBr₃:Ce³⁺叠层闪烁体实物图； 

图中，a为面向光电倍增管的实物图，b为面向放射源的实物图。 

图3为¹³⁷Cs源662keVγ射线激发的1mm CsI:Tl+20mm LaBr₃:Ce³⁺叠层闪烁体伽玛能谱。 

图4为利用Ag金属片产生22.15keV射线示意图； 

图中，9-闪烁体，10-Ag金属片，11-22.15keV射线、59.5keV射线及康普顿散射射线，12-59.5keV射线，13-准直²⁴¹Am放射源。