什么是閃爍晶體？
閃爍晶體到底是什么？可能很多人都沒聽過這個詞，但其實，在我們的日常生活中并不陌生。閃爍體是一種當被電離輻射激發(fā)之后會表現(xiàn)出發(fā)光特性的材料，是將高能轉(zhuǎn)換為可見光的一種典型光電轉(zhuǎn)換材料，可用于輻射探測和安全防護，通常在應用中將其加工成晶體，稱為閃爍晶體。
 
在醫(yī)學上，閃爍體是核醫(yī)學影像設(shè)備比如X光、CT等檢查設(shè)備的核心部件。同時，在行李安檢、集裝箱檢查、大型工業(yè)設(shè)備無損探傷、石油測井、放射性探測、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，閃爍體都發(fā)揮著不可替代的作用。  
各種閃爍晶體
 
典型材料
目前市面上比較成熟且商業(yè)化的閃爍體有碘化銫(CsI:tl)，碘化鈉(NaI:tl)，硅酸釔镥(LYSO:Ce)，鍺酸鉍(BGO)和鎢酸鎘(CdWO₄)等。
同時科學界也不乏對新型閃爍體材料的研究，2018年，西北工業(yè)大學的黃維院士、新加坡國立大學劉小剛教授、陳秋水博士以及福州大學楊黃浩教授等合作，發(fā)現(xiàn)了一種含有銫和鉛重原子成分的全無機鈣鈦礦納米晶閃爍體，其具有較強的X射線吸收能力、高效的三重態(tài)發(fā)光特征、可調(diào)控的電子能級結(jié)構(gòu)以及較快的輻射發(fā)光速率。相關(guān)研究工作以“All-inorganic Perovskite Nanocrystal Scintillators”為題于Nature雜志在線發(fā)表。  
在X射線照射下全無機鈣鈦礦納米晶閃爍體的可調(diào)諧發(fā)光（數(shù)據(jù)截取自文章“All-inorganic Perovskite Nanocrystal Scintillators”）
典型閃爍晶體的參數(shù)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	-

 
閃爍晶體的熒光光譜測試
既然說閃爍晶體是典型的光電轉(zhuǎn)換材料，那么測試閃爍晶體的發(fā)射光譜就必不可少了。此類材料主要用X射線做激發(fā)，用可見波段響應的探測器進行探測采集。
卓立漢光可提供一成套的閃爍體熒光光譜測試解決方案（系統(tǒng)包含：X射線光管，樣品倉，光譜儀，光電倍增管（PMT），單光子計數(shù)器，提供鉛盒、含鉛玻璃等系統(tǒng)防護）。
客戶案例  
系統(tǒng)由氙燈、激發(fā)光譜儀、樣品倉、發(fā)射光譜儀、探測器、數(shù)據(jù)采集器組成傳統(tǒng)熒光光譜測量系統(tǒng)，另耦合小型X光管用于閃爍晶體激發(fā)。  

選用美國MOXTEK 70KV 12W小型X光管對閃爍晶體進行激發(fā)，光源小巧且?guī)�散熱，通過軟件控制輸出功率。
X射線激發(fā)樣品實拍圖

LYSO粉末發(fā)射藍紫光

YAG粉末發(fā)射黃光

閃爍體熒光光譜測試全新設(shè)計
采用封閉式的鉛盒包裹住樣品和X射線，提供暗環(huán)境的同時防止射線泄露，保護測試人員。

 

采用光纖收集樣品的熒光信號，可以完美地將熒光信號耦合到卓立漢光OmniFluo900系列穩(wěn)態(tài)-瞬態(tài)熒光光譜儀或是單獨的熒光采集模塊中（單色儀＋探測器）。

 
內(nèi)置于鉛盒的小型X光管

作為小型X光管制造商，Moxtek始終走在手持式小型X光管技術(shù)前列。我們可以提供不同靶材及外形尺寸。

MoxtekMAGPRO系列 60KV & 70KV X射線光源，該系列X光管使用簡單，一端接上電源線供電，另一端連接電腦USB，即可通過軟件輸入電流值、電壓值控制X光管的輸出；
60KV & 70KV X射線光源 參數(shù)特性

已銷售客戶列表：
中山大學、華南理工大學、深圳大學、西北工業(yè)大學、哈爾濱工程大學、中國計量大學、中國科學院上海應用物理研究所、中國科學院海西研究院、松山湖材料實驗室。

相關(guān)實測數(shù)據(jù)
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