輻射探測
編輯：唐美鳳 來源： 日期：2023/3/22 15:12:18
X射線、CT、核醫(yī)學(xué)放射性核素成像、環(huán)境輻射監(jiān)測、輻射探測高能射線探測，其原理都是利用光子流作為射線源，射線穿透人體或物質(zhì)，再從人體或物質(zhì)中發(fā)射出來或射線直接被探測器接收而形成影像。所以探測器系統(tǒng)對射線的接收程度就成為關(guān)鍵的因素之一，常用的技術(shù)有：氣體電離室探測、半導(dǎo)體材料探測、閃爍晶體探測等。而閃爍晶體因其固有的吸收射線輻射發(fā)光的特性就成為測量射線能量和強(qiáng)度的良好材料。無機(jī)閃爍晶體主要應(yīng)用領(lǐng)域有高能物理、核物理、核醫(yī)學(xué)（如XCT、PET以及g相機(jī)）、工業(yè)應(yīng)用（工業(yè)CT）、地質(zhì)勘探、石油測井等。閃爍晶體在射線的激發(fā)下能發(fā)出位于可見光波段的光波，不同的閃爍體最大閃爍發(fā)射波長、光產(chǎn)額、閃爍衰減時(shí)間、輻射長度、輻照硬度及密度、熔點(diǎn)、硬度、吸潮性等物理性質(zhì)都有所不同?，F(xiàn)實(shí)中沒有任何一種閃爍體能滿足全部使用要求，每種閃爍晶體都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，使用中需根據(jù)具體要求及應(yīng)用領(lǐng)域選擇不同的材料。一般來說無機(jī)閃爍晶體用于輻射探測時(shí)基本應(yīng)具備以下幾個(gè)條件：
<1>對探測粒子有較大的阻止本領(lǐng)，輻射探測使入射粒子在晶體中的損耗量較大，為此閃爍體的密度及有效原子序數(shù)應(yīng)較大。
<2>具有較高的發(fā)光效率及較好的能量分辨率。
<3>在自身發(fā)光波段內(nèi)無吸收，即有較高的透過率。
<4>較短的發(fā)光衰減時(shí)間（時(shí)間分辨好）。
<5>發(fā)射光與光探測元件光譜響應(yīng)相匹配。
<6>較大的輻照硬度（抗輻射損傷）。
<7>較好的熱穩(wěn)定性（ 發(fā)光效率受溫度影響?。?/p>
<8>易于加工成各種形狀和尺寸。
<9>較好的化學(xué)穩(wěn)定性（不吸潮）。
現(xiàn)已開發(fā)的無機(jī)閃爍體如下：NaI(Tl) .CsI. CsI(Na) .CsI(Tl) .LiF(Eu) .CaF2(Eu) .CdF2、BaF2.CeF3 .BGO(Bi3Ge4O12) .ZWO(ZnWO4) .CWO(CdWO)4 .PWO(PbWO4) .GSO:Ce(Gd2SiO2O5:Ce) .LAP:Ce(LaAlO3:Ce) .YAP:Ce（Y AlO3:Ce）.LSO:Ce(Lu2Si2O5:Ce)等。
應(yīng)用領(lǐng)域
NaI和BGO(鍺酸鉍)是應(yīng)用較多的閃爍晶體，輻射探測NaI(Tl)光輸出大。對NaI(Tl)光輸出的界定是以最早的塑料閃爍體--蒽（C14H10）來標(biāo)定，相對于蒽，NaI(Tl)的相對光輸出為230%。
NaI(Tl) 晶體密度較低（3.65g/cm3）， BGO有較高的密度（7.13g/cm3），但光輸出較低（只有NaI(Tl)的8%）?，F(xiàn)處于較前沿的閃爍晶體有：GSO(Ce)、YAP (Ce)、LAP(Ce)、LSO(Ce)等。這些晶體光輸出較高，如LSO(Ce)約為NaI(Tl)的75%，且衰減時(shí)間快、密度高。因其優(yōu)良的性能，盡管造價(jià)昂貴，但仍不失為高能探測的理想材料。
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