稀土离子掺杂Gd2O2S闪烁陶瓷的研究进展
李江, 丁继扬, 黄新友
无机材料学报
2021, 36 ( 8):
789-806.
DOI:10.15541/jim20200544
稀土离子掺杂Gd2O2S闪烁陶瓷是20世纪80年代以后发展的硫氧化物闪烁体。高密度和高热中子吸收截面的Gd2O2S基质具有高的X射线和热中子阻止能力, 稀土离子(Pr3+、Tb3+等)的掺杂使其表现出快衰减或高光产额等特性, 在闪烁领域的应用中占据着重要地位。硫氧化合物的组分控制一直是其合成过程中需要解决的关键问题, Gd2O2S材料的高熔点和S元素挥发严重的问题, 限制了高光学质量和优良闪烁性能单晶的制备, 因此陶瓷是Gd2O2S闪烁体的主要应用形式。颗粒小、粒径分布窄且低团聚的纯相Gd2O2S粉体是高质量闪烁陶瓷烧结的关键, 单纯提高烧结温度制备的Gd2O2S闪烁陶瓷会产生大量的硫空位和氧空位, 降低材料的闪烁性能。制备Gd2O2S闪烁陶瓷通常需要压力辅助烧结, 这种苛刻的制备条件提高了生产成本。本文介绍了闪烁体的闪烁机理及研究概况, 着重综述了Gd2O2S闪烁陶瓷的制备工艺、缺陷的解决方法以及在中子成像和医学X-CT上的研究现状及应用情况, 最后对全文进行总结并对Gd2O2S闪烁陶瓷发展前景进行了展望。
| Scintillator | Density/
(g·cm-3) | λem/nm | Light yield | α/β
ratio | τ/ns | Ref. | | Neutron/(×103, ph·neu.-1) | γ/(×103, ph·MeV-1) | Neutron | γ | | 6Li-glass:Ce | 2.5 | 395 | 6 | 4 | 0.3 | 70 | 70 | [99] | | 6LiI:Eu | 4.1 | 470 | 50 | 12 | 0.87 | 1.4×103 | 1.4×103 | [6,100] | | 6LiF/ZnS:Ag | 2.6 | 450 | 160 | 75 | 0.44 | 8×104 | 100 | [99,101] | | LiYSiO4:Ce | 3.8 | 410 | 10 | 10 | - | - | 3.8×104 | [102] | | 6Li6Gd(11BO3)3:Ce | 3.5 | 385, 415 | 40 | 25 | 0.32 | - | 200,800 | [103] | | Cs26LiYCl6:Ce | 3.3 | 380 | 70 | 22 | 0.66 | 100,103 | 100,103 | [6,99] |
View table in article
表5
中子成像用的无机闪烁体及其性质
正文中引用本图/表的段落
表5是中子成像常用的无机闪烁体及其性质。具有高光输出、快衰减和优异的n-γ甄别能力的闪烁体是目前中子成像用闪烁体最基本的需求。Gd2O2S:Tb材料用作中子成像闪烁体时, 其主要优势在于[65]: 1) GOS:Tb材料的密度高, 热中子吸收截面大; 2) GOS:Tb闪烁体的本征转换率高(~20%), 具有优异的光输出性能; 3) Tb3+在545 nm处的特征发射峰与CCD相机匹配性好。
表5是中子成像常用的无机闪烁体及其性质.具有高光输出、快衰减和优异的 n- γ甄别能力的闪烁体是目前中子成像用闪烁体最基本的需求.Gd 2O 2S:Tb材料用作中子成像闪烁体时, 其主要优势在于[ 65]: 1) GOS:Tb材料的密度高, 热中子吸收截面大; 2) GOS:Tb闪烁体的本征转换率高(~20%), 具有优异的光输出性能; 3) Tb3+在545 nm处的特征发射峰与CCD相机匹配性好....
表5是中子成像常用的无机闪烁体及其性质.具有高光输出、快衰减和优异的 n- γ甄别能力的闪烁体是目前中子成像用闪烁体最基本的需求.Gd 2O 2S:Tb材料用作中子成像闪烁体时, 其主要优势在于[ 65]: 1) GOS:Tb材料的密度高, 热中子吸收截面大; 2) GOS:Tb闪烁体的本征转换率高(~20%), 具有优异的光输出性能; 3) Tb3+在545 nm处的特征发射峰与CCD相机匹配性好....
表5是中子成像常用的无机闪烁体及其性质.具有高光输出、快衰减和优异的 n- γ甄别能力的闪烁体是目前中子成像用闪烁体最基本的需求.Gd 2O 2S:Tb材料用作中子成像闪烁体时, 其主要优势在于[ 65]: 1) GOS:Tb材料的密度高, 热中子吸收截面大; 2) GOS:Tb闪烁体的本征转换率高(~20%), 具有优异的光输出性能; 3) Tb3+在545 nm处的特征发射峰与CCD相机匹配性好.... Gd-bearing composite scintillators as the new thermal neutron detectors 4 2011 ... Property of commonly used neutron imaging scintillation screen nuclides
表5是中子成像常用的无机闪烁体及其性质.具有高光输出、快衰减和优异的 n- γ甄别能力的闪烁体是目前中子成像用闪烁体最基本的需求.Gd 2O 2S:Tb材料用作中子成像闪烁体时, 其主要优势在于[ 65]: 1) GOS:Tb材料的密度高, 热中子吸收截面大; 2) GOS:Tb闪烁体的本征转换率高(~20%), 具有优异的光输出性能; 3) Tb3+在545 nm处的特征发射峰与CCD相机匹配性好....
表5是中子成像常用的无机闪烁体及其性质.具有高光输出、快衰减和优异的 n- γ甄别能力的闪烁体是目前中子成像用闪烁体最基本的需求.Gd 2O 2S:Tb材料用作中子成像闪烁体时, 其主要优势在于[ 65]: 1) GOS:Tb材料的密度高, 热中子吸收截面大; 2) GOS:Tb闪烁体的本征转换率高(~20%), 具有优异的光输出性能; 3) Tb3+在545 nm处的特征发射峰与CCD相机匹配性好....
表5是中子成像常用的无机闪烁体及其性质.具有高光输出、快衰减和优异的 n- γ甄别能力的闪烁体是目前中子成像用闪烁体最基本的需求.Gd 2O 2S:Tb材料用作中子成像闪烁体时, 其主要优势在于[ 65]: 1) GOS:Tb材料的密度高, 热中子吸收截面大; 2) GOS:Tb闪烁体的本征转换率高(~20%), 具有优异的光输出性能; 3) Tb3+在545 nm处的特征发射峰与CCD相机匹配性好....
表5是中子成像常用的无机闪烁体及其性质.具有高光输出、快衰减和优异的 n- γ甄别能力的闪烁体是目前中子成像用闪烁体最基本的需求.Gd 2O 2S:Tb材料用作中子成像闪烁体时, 其主要优势在于[ 65]: 1) GOS:Tb材料的密度高, 热中子吸收截面大; 2) GOS:Tb闪烁体的本征转换率高(~20%), 具有优异的光输出性能; 3) Tb3+在545 nm处的特征发射峰与CCD相机匹配性好.... Internal conversion study of 113Cd (n, γ)114Cd 1 1966 ... Property of commonly used neutron imaging scintillation screen nuclides
表5是中子成像常用的无机闪烁体及其性质.具有高光输出、快衰减和优异的 n- γ甄别能力的闪烁体是目前中子成像用闪烁体最基本的需求.Gd 2O 2S:Tb材料用作中子成像闪烁体时, 其主要优势在于[ 65]: 1) GOS:Tb材料的密度高, 热中子吸收截面大; 2) GOS:Tb闪烁体的本征转换率高(~20%), 具有优异的光输出性能; 3) Tb3+在545 nm处的特征发射峰与CCD相机匹配性好.... Inorganic scintillators for thermal neutron detection 3 2012 ... Inorganic scintillators used in neutron imaging and their properties
本文的其它图/表
|
