?什么是闪烁晶体？
闪烁晶体到底是什么？可能很多人都没听过ζ这个词，但其实，在我们的日常生活中并不陌生。闪烁体是一种当被电离辐射激发之后会表现出发光特性的材料，是将高能转换为可见光的一种典型光电转换材『料，可用于辐射探测和安全防护，通常在应用中将其加工成晶体，称为闪烁晶＠体。
在医学上，闪烁体是核医学影像设备比如X光、CT等检查设备的核心部件。同时，在行李安♂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，闪烁体都发挥着不可替代的作用。
各种闪︽烁晶体
典型材料
目前市面上比较成熟且商业化的闪烁体有】碘化铯(CsI:tl)，碘化钠(NaI:tl)，硅酸钇镥(LYSO:Ce)，锗酸铋(BGO)和钨酸镉(CdWO4)等。
同时科学界也不乏对新型闪烁体材料的研究，2018年，西北工业大学的黄维院士、新加坡国立∩大学刘小刚教授、陈秋水博士以及福州大学杨黄浩「教授等合作，发现了一种含有铯和铅重原子成分的全无机钙╱钛矿纳米晶闪烁体，其具有较强的X射线吸收能力、高效的三◤重态发光特征、可调控的电子能级结构以及较快的辐射发光速率。相关研究工▆作以“All-inorganic Perovskite Nanocrystal Scintillators”为题于Nature杂志在线发表。
在X射线照射下全无机钙钛矿纳米晶闪烁体的可调谐发光（数据截取自文章“All-inorganic Perovskite Nanocrystal Scintillators”）
典型闪烁晶体的参数特︻性
Properties/crystal | CsI (Tl) | NaI (Tl) | CsI(Na) | BGO | GSO | PWO | NPWO | CWO | ZnSe(Te) |
Crystal structure | cubic | cubic | cubic | cubic | - | Tetragonal | Tetragonal | Tetragonal | - |
Lattice constant( ? ) | 4.566 | 6.46 | - | - | - | a = 5.416, c = 12.049 | a=5,281, c=11,510 | - | - |
Melting point, °C | 894 | 924 | 894 | 1050 | 1950 | 1123 | 920 | 1325 | 1773 - 1793 |
Density, g/cm3 | 4.51 | 3.67 | 4.51 | 7.13 | 6.71 | 8.28 | 7.57 | 7.9 | 5.42 |
Mohn hardness | 2 | 2 | 2 | 5 | 6 | 3.5- 4.0(C) | 4.9 | 4 - 4.5 | - |
Thermal expansion, 10-6/K | 50 | 47.4 | 49 | - | - | 10 | - | 10.2 | - |
Refractive index | 1.79 | 1.85 | 1.84 | 1.05-1.12 | 1.38 | 2.16 | 2.31 | 2.2 - 2.3 | 2.58 - 2.61 at 610 nm |
Emission wavelength (nm ) | 560 | 410 | 420 | 300 | 440 | 450 / 420 | 520, Cherenkov eff. | 470/540 | 610(fast), 640(slow) |
Decay constant (ns ) | 1000 | 230 | 630 | 5 | 6 | 6 | 6 | 20 ns @ 470nm | 1-3(fast), 30-70(slow) |
5 ms @ 540 nm | |||||||||
Radiation length (cm ) | 1.86 | 2.9 | - | - | - | 0.92 | - | 0.3 | - |
Hygroscopic | yes | yes | yes | No | No | No | No | No | No |
Afterglow % at 6ms | 0.05 - 5.0 | 0.5 - 5.0 | 0.5 - 5.0 | - | - | - | - | 0.1 | < 0.05 |
Effective atomic number | 54 | 50 | 54 | 75 | 59 | 73 | 74 | 65 | 33 |
Light yield [photons/MeVy] | 52- 56 x103 | 38 x 103 | (35 - 42) x 103 | - | - | 22.6~ 25.6x 104 | 5% of BGO | 1.2 - 1.5 x 104 | 8.0 x 104 |
Background, pulse/sec/kg | < 3.0 | < 3.0 | < 3.0 | - | - | - | - | - | - |
Crystal cleavage plane | none | -100 | none | - | - | -101 | - | -10 | - |
闪烁晶〓体的荧光光谱测试
既然说闪烁晶体是典型的光电转换材料，那么测试闪烁晶体的发射光谱就必不可少了。此类材№料主要用X射线做激发，用可见波段响应的探□ 测器进行探测采集。
卓立汉光可提供一成套的闪烁体荧光光谱测试解决方案（系统包含：X射线光管，样品仓，光谱仪，光电倍△增管（PMT），单光◆子计数器，提供铅盒、含铅玻璃等系统防护）。
客户案例
系统由氙灯︾、激发光谱仪、样品仓、发射光谱仪、探测器、数据采集器组成传¤统荧光光谱测量系统，另耦合小型X光管用于闪烁晶体激发。
选用美国MOXTEK公司60KV 12W小型X光管对闪烁Ψ 晶体进行激发，光源小巧且带散热，通过软件控制输出功率；
CsI闪烁⊙晶体实测数据
YLF: 5?3 闪烁晶体实测数据
美国MOXTEK小型X光管
我们可以提供不同靶材及外形尺寸。
Moxtek?MAGPRO系列60KV& 70KVX射线光源，该系列X光管使用简单，一端接上电源线供电，另一端连接电脑USB，即可通过软件输入电流值、电№压值控制X光管的○输出；
60KV& 70KVX射线光源 参数特性
Speci?cations | |||
60kV | 70kV | ||
XRF | Imaging | XRF | |
Tube type: | Metal-ceramic | ||
Operating Temp*: | -10o to 50o C | -10o to 50o C | -10o to 50o C |
Storage Temp: | -20o to 85o C | ||
Standard Cooling: | Forced air | ||
Weight: | ≤825g | ≤900g | ≤900g |
Available Targets: | W, Rh, Ag, Cr, Cu, Mo | W | W, Mo |
HV Polarity: | Grounded anode | ||
High Voltage Potential: | 5 to 60kV | 50 to 70kV | 40 to 70kV |
Max Beam Current: | 10 to 1000μA @ 5kV | 10 to 240μA @ 50kV | 10 to 300μA @ 40kV |
Maximum Power: | 12 watts | ||
Focal Spot Size: | Typical ~400μm | Typical ~500μm | Typical ~500μm |
Window: | Beryllium 125μm or 250μm (depending on target) | ||
X-ray Beam Cone Angle: | ~48° | ~86° | ~48° |
Radiation Leakage: | as low as 2mR/h** | 2mR/h at 50mm | <10mR/h at 50mm |
Input Power: | 24 VDC, 1.1A | ||
Standard Warranty: | One year |
目前卓立汉光的闪烁晶体荧光光谱测试系统的典型客户代表有：中山大学、深圳大学、中国科学院海西研↓究院等
Speci?cations | |||
60kV | 70kV | ||
XRF | Imaging | XRF | |
Tube type: | Metal-ceramic | ||
Operating Temp*: | -10o to 50o C | -10o to 50o C | -10o to 50o C |
Storage Temp: | -20o to 85o C | ||
Standard Cooling: | Forced air | ||
Weight: | ≤825g | ≤900g | ≤900g |
Available Targets: | W, Rh, Ag, Cr, Cu, Mo | W | W, Mo |
HV Polarity: | Grounded anode | ||
High Voltage Potential: | 5 to 60kV | 50 to 70kV | 40 to 70kV |
Max Beam Current: | 10 to 1000μA @ 5kV | 10 to 240μA @ 50kV | 10 to 300μA @ 40kV |
Maximum Power: | 12 watts | ||
Focal Spot Size: | Typical ~400μm | Typical ~500μm | Typical ~500μm |
Window: | Beryllium 125μm or 250μm (depending on target) | ||
X-ray Beam Cone Angle: | ~48° | ~86° | ~48° |
Radiation Leakage: | as low as 2mR/h** | 2mR/h at 50mm | <10mR/h at 50mm |
Input Power: | 24 VDC, 1.1A | ||
Standard Warranty: | One year |
