本發(fā)明涉及包括摻雜有銪的的閃爍體。閃爍體示出了用于高能量輻射檢測的高轉(zhuǎn)換效率和低余輝。因此,本發(fā)明還涉及數(shù)字射線照相術(shù)平面板檢測器(FPD)和高能量輻射檢測器,其包括具有高轉(zhuǎn)換效率的閃爍體。本發(fā)明在X射線成像領(lǐng)域中是有用的,特別是在其中高質(zhì)量的圖像是重要的情況下,并且也用于高能量輻射檢測應(yīng)用。
背景技術(shù):
:無機(jī)閃爍體在使用X射線或伽馬射線的大多數(shù)當(dāng)前的醫(yī)學(xué)診斷成像模態(tài)中被采用。在數(shù)字射線照相術(shù)(DR)平面板檢測器(FPD)(其是在檢驗過程期間從對象或從待檢查的患者的身體部分捕獲圖像的X射線檢測器)中,閃爍體用于將X射線轉(zhuǎn)換成光。該光與非晶硅(a-Si)半導(dǎo)體傳感器層相互作用,其中產(chǎn)生電荷。電荷被薄膜晶體管(TFT)收集,所述薄膜晶體管被布置在陣列中。晶體管逐行且逐列地被開啟以讀出并且所收集的電荷被變換成電壓,所述電壓被變換成數(shù)字化的數(shù)并且存儲在計算機(jī)中以構(gòu)成與所輻照的對象的陰影圖像對應(yīng)的數(shù)字圖像。這種將X射線轉(zhuǎn)換成電荷的方式被稱為間接轉(zhuǎn)換直接射線照相術(shù)(ICDR)。用于在ICDR中使用的典型的閃爍材料是摻雜有鉈的碘化銫。閃爍體對于與光電倍增管(PMT)相組合來檢測高能量輻射也是特別有用的。當(dāng)高能量輻射與閃爍體材料相互作用時,產(chǎn)生光子,所述光子能夠激活PMT。各向同性地發(fā)射閃爍光;因此,閃爍體通常被反射材料圍繞以最小化光的損耗,并且然后光學(xué)地耦合到PMT的光電陰極。入射在光電陰極上的閃爍光子通過光電效應(yīng)而釋放電子,并且這些光電子然后通過PMT中的強(qiáng)電場而加速。所產(chǎn)生的輸出信號與閃爍體中的伽馬射線的能量成比例?;陂W爍體和PMT的高能量輻射檢測器在伽馬射線相機(jī)和正電子掃描儀(正電子發(fā)射X線斷層術(shù)和單光子發(fā)射計算機(jī)X線斷層術(shù))中的輻射檢測中是有用的。高能量的輻射檢測器還用于閃爍計數(shù)模式中以用于在激活分析、X射線熒光分析、透射電子顯微鏡(TEM)、飛行時間質(zhì)譜分析法(TOFMS)、高能量物理碰撞檢測和宇宙射線檢測中測量輻射。與光電倍增管(PMT)耦合的閃爍體在勘測儀表中使用以檢測放射性污染、監(jiān)控和測試核材料。閃爍體還用于安全、行李貨物和人員屏蔽中。閃爍體的另一重要的應(yīng)用是在用于人員安全劑量計的劑量學(xué)中。劑量計用于測量由身體、組織和物質(zhì)所接收的、從間接或直接的離子化輻射中所接收的輻射劑量。劑量計或其它檢測輻射設(shè)備具有高靈敏性并且能夠檢測任何水平的輻射是非常重要的。閃爍轉(zhuǎn)換是相對復(fù)雜的過程,其一般可以被劃分成三個子過程:轉(zhuǎn)換、輸送和發(fā)光。這三個步驟確定閃爍體材料的發(fā)射效率。在這方面,由摻雜有活化劑元素的無機(jī)材料晶體、諸如摻雜有鉈的碘化鈉或摻雜有鉈的碘化銫構(gòu)成的經(jīng)結(jié)構(gòu)化的閃爍體被開發(fā)以允許檢測和監(jiān)控較高能量的X或射線(高能量:在~1MeV以下)并且在(X或射線)光子計數(shù)體制中被采用。閃爍體的發(fā)光機(jī)制在于累積在完成了初始轉(zhuǎn)換階段之后很快到達(dá)的所生成的光并且確定轉(zhuǎn)換效率的最重要的參數(shù)是:(1)光產(chǎn)生或轉(zhuǎn)換效率;(2)X射線停止功率;(3)衰變時間;(4)在閃爍體發(fā)射頻譜和光敏檢測器的靈敏性頻譜之間的頻譜匹配;(5)閃爍體的化學(xué)穩(wěn)定性和輻射抗性;以及(6)能量分辨率。閃爍體的轉(zhuǎn)換效率可以以相對方式來被測量,即通過測量研究中的閃爍體的光發(fā)射以及比較結(jié)果與作為參考的已知標(biāo)準(zhǔn)閃爍體的測量。通過改善閃爍體的轉(zhuǎn)換效率,可以獲得更好的圖像質(zhì)量和更短的圖像獲取時間。盡管CsI:TI在許多閃爍體應(yīng)用中關(guān)于轉(zhuǎn)換效率有已承認(rèn)的優(yōu)點,但是暗中破壞其在高速射線照相術(shù)和放射性核素成像中的使用的特征性質(zhì)是在其閃爍衰變中存在強(qiáng)余輝組分。這引起在高計數(shù)率應(yīng)用中的脈沖積累、放射性核素成像中的降低的能量分辨率,以及計算機(jī)X線斷層術(shù)應(yīng)用中的重構(gòu)偽像。CsI:TI的另一缺點是非常有毒的TI的存在。非常有毒的TI表現(xiàn)出基于CsI:TI的閃爍體的生產(chǎn)中的重要安全問題。關(guān)于基于閃爍體與PMT的組合的高能量輻射檢測器,具有其在550nm處的最大值的CsI(TI)的所發(fā)射的光的頻譜與具有在400和450nm之間的最大值的PMT的光電陰極的靈敏性頻譜匹配得不是非常好?;趽诫s了銪的溴碘化銫的閃爍體,其具有高含量的碘(x<0.5),示出非常低的余輝水平,不包括高度有毒的TI活化劑并且其發(fā)射頻譜與PMT的光電陰極的靈敏性頻譜匹配得很好。然而,基于的閃爍體沒有示出高的轉(zhuǎn)換效率。因而合期望的是以容易且可靠的方式增大的轉(zhuǎn)換效率。因此,已經(jīng)進(jìn)行了研究以改善轉(zhuǎn)換效率,而同時維持摻雜了銪的CsI材料的低余輝水平的優(yōu)勢。US7560046涉及一種閃爍體材料,其通過避免產(chǎn)生可能導(dǎo)致幻像發(fā)生的輻射損害而增大轉(zhuǎn)換效率。因此,該文獻(xiàn)公開了具有的配方的經(jīng)退火的閃爍體組成,其中A是包括Tb、Ce和Lu或其組合的組中的至少一個成員;B是八面體晶格點(Al),并且C是四面體晶格點(也是Al)。包括了一個或多個置換。這些材料不包括摻雜有至少一個活化劑化合物的堿鹵化物化合物。Cherginets等人(LuminescentpropertiesofCsIsinglecrystalsgrownfromthemelttreatedwithEuI2-V.L.Cherginets,T.P.Rebrova,Yu.N.Datsko,V.F.Goncharenko,N.N.Kosinov,R.P.Yavetsky和V.Yu.PedashCryst.Res.Technol.47,No.6,684-688.2012)研究了超純堿土鹵化物(即以EuI2的形式摻雜有不同濃度的銪(從10-4到10-2mol.kg-1)的CsI單晶體組成)的凈化劑性質(zhì)。CsI:Eu晶體的發(fā)光性質(zhì)被歸于晶格的變形而不一定歸于Eu的摻雜。Eu摻雜劑的經(jīng)證明的改進(jìn)是通過抑制閃爍體脈沖的慢組分而減少余輝,所述抑制在CsI熔化物中的EuI2濃度等于0.01mol.kg-1下發(fā)生。Thacker等人(Low-AfterglowCsI:TImicrocolumnarfilmsforsmallanimalhigh-speedmicroCT–S.C.Thacker,B.Singh,V.Gaysinskiy,E.E.Ovechkina,S.R.Miller,C.Brecher,和V.V.Nagarkar,Nucl.Instrum.MethodsPhys.Res.A.2009,6月1日,604(1),89-92)發(fā)現(xiàn)了向CsI:TI添加第二摻雜劑Eu2+以20ns的短激勵脈沖之后的2ms處的40的因子以及以100ms的長激勵脈沖之后的2ms處的15的因子而減少余輝。Eu被添加以減少余輝,并且它不用作閃爍體活化劑。EP1113290涉及閃爍體的隨時間的輸出下降方面的改進(jìn),這通過在閃爍體和光敏成像陣列之間添加光吸收層。這將降低光敏成像陣列飽和的速率,減少切換設(shè)備上入射的光,和/或補(bǔ)償閃爍體的老化。本發(fā)明有關(guān)于在由于操作所致的降級之后的效率的改進(jìn)。US7558412公開了一種用于檢測X射線成像系統(tǒng)創(chuàng)建具有閃爍體滯后偽像的圖像的潛能的方法。所述方法包括測量針對不同感興趣區(qū)域的信號水平,并且比較所有測量與給定的閾值以確定是否可能在來自大x射線通量劑量的結(jié)果中通過某種閃爍體而產(chǎn)生閃爍體滯后偽像。所述效應(yīng)甚至可以發(fā)生在包括摻雜有TI的CsI(CsI:TI)的閃爍體中。US7558412此外公開了如果在所獲得的兩個信號之間的差異大于給定閾值則所述方法可以可選地包括將閃爍體暴露于x射線通量并且因而檢測所述閃爍體產(chǎn)生圖像偽像的潛能。所述方法關(guān)聯(lián)于將閃爍體“漂白”至原始水平的效率(在輻照之前)而不是增加它。在Gektin等人(RadiationdamageofCsI:Eucrystals.FunctionalMaterials,20;n.2(2013)-烏克蘭國家科學(xué)院的STC“單晶體研究所”)中,在針對CsI:Eu晶體的輻射損害和余輝性質(zhì)上呈現(xiàn)了研究,其總結(jié)了發(fā)光參數(shù)取決于X射線輻照條件并且當(dāng)還沒有觀測到所引發(fā)的吸收的時候,輻照在小于100Gy的劑量下導(dǎo)致發(fā)射抑制。在另一文獻(xiàn)、Gektin等人(EuropiumemissioncentersinCsI:Eucrystal.OpticalMaterials35(2013),2613-2617)中,純的和摻雜了Eu的單晶體的吸收、激勵和發(fā)光頻譜被研究,其取決于活化劑含量、激勵能量、熱處理和X射線輻射。示出了:復(fù)合體中心的結(jié)構(gòu)和濃度在熱處理下改變。僅僅退火溫度從300℃到405℃的增加,繼之以淬火,已經(jīng)標(biāo)記了對頻譜組成和發(fā)光強(qiáng)度的影響。Giokaris等人(NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearchA569(2006)185-187)比較了與定位敏感光電倍增管(PSPMT)耦合以用于伽馬射線檢測的基于CsI:TI和CsI:Na晶體的閃爍體,關(guān)于其在靈敏性、空間和能量分辨率方面的性能?;贑sI:Na的閃爍體是非常吸濕的并且因此難以經(jīng)由分散體(dispersion)來涂覆?;贑sI:TI的閃爍體具有與CsI:Eu相比與PMT的靈敏性頻譜匹配得不太好的光發(fā)射頻譜,并且在長且因此昂貴的生產(chǎn)過程之后獲得CsI:TI晶體。文獻(xiàn)EP1944350A2公開了通過退火來優(yōu)化存儲磷的針圖像板(NIP)、特別是摻雜了銪的溴化銫(CsBr:Eu)的速度的方法。本專利的目的利用以電子順磁共振(EPR)所測量的穩(wěn)定Eu-配合基復(fù)合體的標(biāo)記來實現(xiàn)。EPR信號的峰值在34GHz的頻率下被測量到,并且隨后的磁場的通量密度被指定:880、1220、1380和1420mT。摻雜了銪的溴化銫(CsBr:Eu)是非常吸濕的并且將該材料施加到基底上的方法因此不與從涂覆分散體的涂覆過程相兼容。EP2067841公開了基于無黏合劑的針形Cs(X,X’)的磷存儲板,X表示Br,并且X’表示F、Cl、Br、I,但是沒有任何X是Br與X’是I的特定組合被公開。然而,這些文獻(xiàn)中沒有任何公開了增大作為閃爍體的的轉(zhuǎn)換效率并且維持摻雜了銪的材料的低余輝水平的優(yōu)勢的生產(chǎn)方法。技術(shù)實現(xiàn)要素:上述問題通過如在權(quán)利要求1中所限定的本發(fā)明來解決。在本發(fā)明中提供了摻雜了銪的材料(其中x<0.5),其被退火并且可選地被暴露于電磁輻射,從而導(dǎo)致具有針對X射線的高轉(zhuǎn)換效率以及具有高能量輻射并且示出低水平余輝的閃爍體。本發(fā)明的目的另外是提供根據(jù)權(quán)利要求8的高能量輻射檢測裝置。本發(fā)明的另一目的是提供根據(jù)權(quán)利要求9的射線照相術(shù)平面板檢測器。本發(fā)明的另一目的是提供根據(jù)權(quán)利要求10的以容易且直接的方式準(zhǔn)備摻雜了銪的閃爍體的方法。本發(fā)明的另外的優(yōu)勢和實施例將從以下描述和從屬權(quán)利要求中變得顯而易見。附圖說明圖1:在室溫(25℃)下和34GHz的頻率下、利用從500到1600mT掃描的磁場所測量的退火的閃爍體的EPR頻譜。最大值在磁場:1090mT、1140mT、1200mT、1220mT下是可視的,并且最小值在1250mT和1350mT下可視。具有在1200mT處的最大值的信號具有最大峰值高度。圖2:在室溫(25℃)下和34GHz的頻率下、利用從500到1600mT掃描的磁場所測量的沒有退火的閃爍體的EPR頻譜。圖3:作為所吸收的X射線劑量(D)的函數(shù)的具有49.2mg/cm2的涂層重量的退火的閃爍體的光轉(zhuǎn)換信號(在450nm下)。圖4:基于和的不同閃爍體在0到14s的范圍中的X射線暴露之后所測量的余輝的比較。閃爍體示出最低的余輝并且是CsI:TI的十分之一。圖5:在室溫(25℃)下和34GHz的頻率下、利用從500到1600mT掃描的磁場所測量的CsI:Eu退火的閃爍體的EPR頻譜。最大值在1200mT的磁場下是可視的,并且最小值在1240mT和1350mT下可視。具有在1200mT處的最大值的信號具有最大峰值高度。圖6:在室溫(25℃)下和34GHz的頻率下、利用從500到1600mT掃描的磁場所測量的退火的閃爍體的EPR頻譜。最大值在1200mT的磁場下是可視的,并且最小值在1240mT和1340mT下可視。具有在1200mT處的最大值的信號具有最大峰值高度。具體實施方式1.原始材料.根據(jù)本發(fā)明的摻雜有銪(Eu)的溴碘化銫(其中x<0.5)可以從CsI、可選地CsBr和包含Eu的化合物作為原始材料開始獲得。包含Eu的化合物可以是:純銪、銪的氧化物,銪的鹵化物,銪的鹵氧化物其中X=F、Cl、Br或I),銪的硫族化物銪的氮化物(EuN)或其它銪的復(fù)合體等等)。最優(yōu)選的化合物是這是由于熔點極為接近CsI的熔點(621℃),以及銪的鹵氧化物,因為它們在加熱時分解成銪的氧化物和銪的鹵化物。CsI和CsBr的比率被選擇為獲得其中x<0.5、優(yōu)選地<0.1、最優(yōu)選地x<0.05的材料。貫穿此文本,當(dāng)指定而沒有提及x的值時,x于是被假定為<0.5。CsI和可選地CsBr二者可以被混合以實現(xiàn)以粉末形式或以液體溶液的均質(zhì)組成,但是它們也可以被分離地提供。和Eu的摩爾比率優(yōu)選地在99.9/0.1到98/2的范圍中并且更優(yōu)選地從99.5/0.5到99/1。為了獲得這些摩爾比率,CsI和可選地CsBr和Eu(多個)化合物可以被混合以實現(xiàn)以粉末形式或以液體溶液的均質(zhì)組成,但是它們也可以被分離地提供。優(yōu)選地,CsI和可選地CsBr在氣相中與Eu化合物混合??蛇x地,原始材料可以在制備閃爍體之前被提純,并且被預(yù)加熱以蒸發(fā)現(xiàn)存的水。2.材料的制備.2.1.材料的氣相沉積.在優(yōu)選的實施例中,材料可以利用在真空沉積室中CsI、可選地CsBr和Eu化合物到基底上的物理氣相沉積過程(PVD)來產(chǎn)生,其中至少一個坩堝被填充有所選化合物的粉末并且被加熱到不高于750℃的溫度。在物理氣相沉積過程期間,CsI、CsBr和Eu化合物在氣相中混合。另一實施例使用混合的晶體,諸如,其中y<1。在更優(yōu)選的實施例中,僅僅CsI和包含Eu的化合物被用作閃爍體制備中的原始材料。這種如此獲得的閃爍體被假定為基本上包括CsI和Eu,因此x=0,并且被標(biāo)示為CsI:Eu。更優(yōu)選地,化合物從至少2個坩堝中同時蒸發(fā)。Eu從僅僅包括有包含Eu的化合物的至少一個分離的坩堝中被蒸發(fā),以便得到更恒定的蒸發(fā)率,并且因此作為所沉積的層的厚度的函數(shù)的更均質(zhì)的Eu分布。氣相沉積的材料包括晶體,所述晶體可以具有針狀結(jié)構(gòu)或可以是非針狀的,這取決于沉積環(huán)境和所沉積的層的厚度。在真空沉積室中的蒸發(fā)時間優(yōu)選地在30和360min之間。在蒸發(fā)之后,材料被冷卻并且從真空沉積室中被移除。用于材料的沉積的基底可以是剛性或柔性的,諸如鋁板、鋁箔、以下各項的膜:聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亞胺(PI)、聚醚砜(PES)、聚亞苯基砜(PPSU)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醚酰亞胺(PEI),金屬箔、碳纖維加強(qiáng)的塑料(CFRP)片材、玻璃、柔性玻璃、三醋酸纖維和其組合或其疊層。最優(yōu)選的基底是柔性基底:金屬箔,尤其是鋁箔,以下各項的箔:聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亞胺(PI)、聚醚砜(PES)、聚亞苯基砜(PPSU)、聚苯硫醚(PPS)及其組合,或其疊層?;卓梢跃哂?0和800μm之間、優(yōu)選地70和300μm之間的厚度。可選地,在沉積材料之前,基底可以涂覆有(多個)附加的功能層,例如以改善附著、覆蓋基底的表面的可視圖案、保護(hù)不受水分或化學(xué)制品損害等等。附加的功能層的示例在未公布的申請EP14166151.2[0032]和[0037]中被公開。被施加在基底上的材料的組合在此后被標(biāo)示為閃爍體屏。在本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中,材料可以直接沉積在FPD的檢測器上。檢測器包括多個光敏元件,所述光敏元件可以將光轉(zhuǎn)換成電信號。光敏元件的示例是非晶Si、CMOS和CCD。在另一優(yōu)選的實施例中,材料可以被直接沉積到PMT的輻射進(jìn)入窗口上。當(dāng)生產(chǎn)用于FPD應(yīng)用的閃爍體時,具有針狀晶體結(jié)構(gòu)的材料是優(yōu)選的。用于這些層的優(yōu)選厚度在從150到500μm的范圍中變化,涂層重量在從40到250mg/cm2的范圍中變化,并且針直徑在從2到10μm的范圍中變化。在所沉積的材料中Eu的優(yōu)選濃度從1到10000ppm。2.2.材料的可替換制備方法在本發(fā)明的實施例中,材料還可以通過混合CsI、可選地CsBr與一個或多個包含Eu的化合物并且通過在爐中加熱所獲得的粉末混合物來制備。要求至少等于組分之一的熔點、優(yōu)選地高于620℃的溫度。所獲得的材料在此后被標(biāo)示為燒制的。所獲得的通常具有磚形式的材料可以在退火步驟之前被粉碎。在另一實施例中,材料可以通過混合CsI的粉末;可選地CsBr和一個或多個包含Eu的化合物來生產(chǎn)。粉末然后被粉碎。這可以通過任何合適的粉碎方法來進(jìn)行。在另一實施例中,材料可以通過晶體生長方法、如Czochralski、Bridgman-Stockbarger、Kyropoulos或任何其它已知的晶體生長技術(shù)來生產(chǎn)。在那些情況中,晶體從CsI和一個或多個包含Eu的化合物的熔化物中或者從和一個或多個包含Eu的化合物的熔化物中生長。晶體可以被粉碎以獲得小顆粒。2.3.從分散體中沉積材料根據(jù)本發(fā)明,如在先前的章節(jié)中所獲得的其中x<0.5的材料可以從分散體中被施加到基底上。因此,材料被粉碎以獲得小顆粒。優(yōu)選地,將作為分散體被施加的顆粒的中值顆粒大小在大約0.5μm和大約40μm之間。在1μm和大約20μm之間的中值顆粒大小對于優(yōu)化性質(zhì)(諸如速度、圖像銳度和噪聲)而言是更優(yōu)選的。在本發(fā)明的高度優(yōu)選的實施例中,燒制的材料首先通過混合CsI與可選地CsBr以及與一個或多個包含Eu的化合物、在爐中以至少等于化合物中之一的熔點的溫度來加熱所獲得的粉末混合物而被制備。在加熱之后,混合物被冷卻以獲得的磚,其然后被粉碎。粉碎的材料然后可以被添加到包括黏合劑的溶液中以獲得顆粒的分散體。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例中,首先通過如上所述的PVD技術(shù)來被制備,然后從基底被移除,并且被粉碎以獲得小顆粒。粉碎的材料然后可以被添加到包括黏合劑的溶液中以獲得顆粒的分散體。將顆粒施加到基底的優(yōu)選方法是經(jīng)由涂覆過程,其中從顆粒的分散體中將層施加到基底上。分散體可以通過使用涂覆刀、優(yōu)選地刮片被施加到基底上并且此后被標(biāo)示為涂覆分散體。涂層被干燥,優(yōu)選地在爐中或利用熱空氣,從而獲得閃爍體屏。在本發(fā)明的另一實施例中,從優(yōu)選地具有高黏度(意指高于2Pa*s的黏度)的分散體中被沉積。分散體通過使用模具而被施加在基底上并且被干燥以獲得閃爍體屏。合適的基底的示例在以上被描述。在本發(fā)明的實施例中,材料通過將CsI、CsBr和Eu化合物一起混合在溶劑中以獲得分散體來生產(chǎn)。用于制備分散體的合適的溶劑可以是丙酮、己烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、異丙醇、甲氧基丙醇、乙酸異丁酯、乙醇、甲醇、二氯甲烷和水。適合于涂覆分散體的制備的黏合劑可以是無機(jī)黏合劑或有機(jī)黏合劑。有機(jī)聚合物的示例是乙酸丁酸纖維素、聚烷基(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯基-n-丁縮醛、聚(醋酸乙烯酯-共-氯乙烯)、聚(丙烯腈-共-丁二烯-共-苯乙烯)、聚(氯乙烯-共-醋酸乙烯酯-共-乙烯醇)、聚(丙烯酸丁酯)、聚(丙烯酸乙酯)、聚(甲基丙烯酸)、聚(乙烯基丁縮醛)、偏苯三酸、丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、聚異戊二烯和/或其混合物。優(yōu)選地,黏合劑包括一個或多個苯乙烯-氫化的二烯塊共聚物,其具有來自聚丁二烯或聚異戊二烯的飽和橡膠塊,如橡膠似的和/或彈性體的聚合物。根據(jù)本發(fā)明的可以用作塊-共聚物黏合劑的特別合適的熱塑性橡膠是橡膠,是來自SHELL的商標(biāo)。合適的無機(jī)黏合劑的示例是氧化鋁、硅石或氧化鋁納米顆粒、磷酸鋁、硼酸鈉、磷酸鋇、磷酸、硝酸鋇。無機(jī)黏合劑具有對于退火步驟的較高抗性的優(yōu)點,尤其是如果在高溫范圍中的溫度下執(zhí)行退火步驟的話。顆粒的退火步驟(參見以下)可以在涂覆分散體的制備之前或在所沉積的層的涂覆和干燥之后被執(zhí)行。優(yōu)選地,顆粒的退火步驟在涂覆分散體的制備之前進(jìn)行,因為由于在將被退火的材料中不存在黏合劑,所以較高的退火溫度是可能的。3.退火如通過任何的上述方法所獲得的材料被退火以獲得根據(jù)本發(fā)明的閃爍體。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了通過使退火,通過閃爍體從X射線向光的轉(zhuǎn)換被大大增強(qiáng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了在特定溫度范圍內(nèi)退火之后的閃爍體示出非常有特性的電子順磁共振(EPR)頻譜??梢栽谒练e的材料、例如氣相沉積的針狀晶體上或在已經(jīng)被粉碎的材料上執(zhí)行退火步驟??梢酝ㄟ^移除并且粉碎所沉積的層、或者通過粉碎燒制材料的磚或通過粉碎經(jīng)由晶體生長技術(shù)、諸如Czochralski、Bridgman-Stockbarger或Kyropoulos方法所生長的晶體來獲得粉碎的材料。用于粉碎的可替換方法是碾碎或研磨。所有這些方法可以通過本領(lǐng)域中已知的裝置來執(zhí)行。通過粉碎,材料的比表面被增強(qiáng)。而且在包括針狀晶體的層的情況中,比表面與粉碎的材料可比。將要退火的材料的比表面優(yōu)選地大于1、更優(yōu)選地在2和600之間、最優(yōu)選地在20和200之間。在具有增加的比表面的材料的情況下的退火效應(yīng)的增強(qiáng)被認(rèn)為是:在退火時,Eu2+單體中心必須通過水分子被穩(wěn)定并且其可以被結(jié)合到材料中。材料的比表面越高,水越容易能夠擴(kuò)散遍及材料的體積。經(jīng)穩(wěn)定的Eu2+單體的存在看似對于增強(qiáng)從X射線到光的轉(zhuǎn)換效率而言是基本的。針狀晶體的比表面基于以下等式來被計算:1/r.d(r是被認(rèn)為是柱體的針的半徑;d是材料的密度并且等于4.5g/cm3)。為了計算非針狀晶體的比表面,這些晶體被認(rèn)為是球體并且比表面根據(jù)以下等式:3/r.d(r是球體的半徑;d是材料的密度并且等于4.5g/cm3)。在從分散體制備閃爍體屏的情況中,退火步驟可以在分散體的制備之前或在跟隨在涂覆或沉積步驟后的干燥步驟之后被執(zhí)行。通過使材料退火,可能地產(chǎn)生活化劑中心,其負(fù)責(zé)發(fā)光,如經(jīng)由電子順磁共振(EPR)可以示出的。EPR頻譜可以通過以~34GHz的頻率操作的任何合適的Q帶EPR頻譜儀來測量。EPR檢測穩(wěn)定的Eu-配合基-復(fù)合體。所測量的EPR頻譜通常被呈現(xiàn)為作為磁場的函數(shù)的所測量的EPR信號的斜率。如果在文本中提及EPR頻譜,則意圖這樣的頻譜:其中所測量的EPR信號的斜率作為磁場的函數(shù)而被繪制。在室溫(25℃)下、在34GHz的頻率下所測量的經(jīng)退火的材料的EPR頻譜至少示出了在1200mT的磁場下的信號高度中的最大值(參見圖1、圖5和圖6)。在1200mT處的信號高度中的最大值示出了來自所有最大值的最大峰值高度。峰值高度被定義為信號在其最大值處的絕對值與位于峰值磁場中較低側(cè)的最小值處的信號值之間的差。在1090mT和1140mT處的最大信號高度不超過40%,其中在1200mT處的經(jīng)歸一化的信號高度百分比被計算為100%。以上提及的在該處出現(xiàn)信號高度中的最大值和最小值的磁場值不被視為絕對值,而是被視為具有±15mT范圍的值,這是由于測量方法的實驗誤差或者的組成中的變化。材料的退火可以通過如下來執(zhí)行:將材料暴露于熱,以使得獲得在從50到280℃、優(yōu)選地從100到230℃、更優(yōu)選地從130℃到200℃的范圍中并且針對至少5min、優(yōu)選地至少30min的時間段的材料溫度。退火的溫度和時間段彼此非常密切地有關(guān)。這是針對閃爍體的高能量電磁輻照的轉(zhuǎn)換效率而且還是針對該轉(zhuǎn)換效率的穩(wěn)定性的情況。將材料暴露于熱以便獲得高于280℃的溫度、例如300℃被稱作過度退火。使材料過度退火不導(dǎo)致示出從X射線到光的轉(zhuǎn)換方面的增加的閃爍體,或至少顯著低于通過在50到280℃之間的溫度下退火的從X射線到光的轉(zhuǎn)換方面的增加。此外,在過度退火之后,所獲得的閃爍體不示出在1200mT的磁場下具有信號高度中的最大值(其示出所有最大值的最大峰值)的EPR頻譜。在優(yōu)選的實施例中,在爐中利用空氣循環(huán)來執(zhí)行退火步驟。該爐可以在環(huán)境條件下操作。材料可以在爐啟動加熱之前被置于爐中。材料然后在爐中被加熱,而同時爐中的溫度增加到必須執(zhí)行退火的目標(biāo)溫度。退火的另一方式是在爐已經(jīng)處于目標(biāo)溫度時將材料置于爐中。在所要求的暴露于熱的時間段已經(jīng)過去之后,材料被冷卻到室溫。該冷卻可以通過將材料從爐中移除或者通過關(guān)斷爐的加熱并且允許材料在爐中冷卻來進(jìn)行??蛇x地,退火可以在爐中、在真空、氧、氮、氬或干燥空氣流下被執(zhí)行。最優(yōu)選地,退火步驟可以在爐中、在空氣循環(huán)而沒有通風(fēng)的情況下、在從150到200℃的范圍中的溫度下、在15到120分鐘期間被執(zhí)行。在所蒸發(fā)的或涂覆的閃爍體層的情況下,如果在所述閃爍體的制備之后層是黃色的,例如由于I2離子的過量所致,則退火可以強(qiáng)烈地減少沾染,由此還進(jìn)一步增加通過閃爍體的光發(fā)射。4.輻照在本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中,經(jīng)退火的閃爍體可以被暴露于具有1pm和800nm之間的波長的電磁輻射,包括X射線、高能量電磁輻射、UV光和可見光,以進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)換效率。X射線是具有在0.01到10納米的范圍中的波長(對應(yīng)于30皮赫到30艾克薩赫(3×1016Hz到3×1019Hz)范圍中的頻率和100eV到100keV的范圍中的能量)的電磁輻射。在X射線暴露的情況中,總輻照劑量在0.1和1200Gy之間、優(yōu)選地在1.5和150Gy之間、并且最優(yōu)選地在3和60Gy之間。劑量可以在一個步驟或多個步驟中被遞送。被遞送到閃爍體的總劑量在0.01到100Gy/min的范圍中,優(yōu)選地所遞送的總劑量在0.1到10Gy/min的范圍中,并且最優(yōu)選地以0.2到2Gy/min的遞送劑量。暴露的總時間是0.01分鐘到2800分鐘,優(yōu)選地在60分鐘和360分鐘之間。在暴露于具有100和400nm之間的波長的UV光的情況下,總電磁輻射劑量在10和300000J/㎡之間。優(yōu)選地劑量在200和35000J/㎡之間,并且最優(yōu)選地在900和10000J/㎡之間。在利用具有300到800nm的波長的可見光的暴露的情況下,總光劑量在10和400000J/㎡之間。優(yōu)選地劑量在2000和200000J/㎡之間,并且最優(yōu)選地在8000和40000J/㎡之間。在可見光輻照內(nèi),優(yōu)選300到600nm的范圍、更優(yōu)選地在300nm和500nm之間。通過使用任何的上述輻照方法,可能獲得相對于未經(jīng)輻照但是經(jīng)退火的閃爍體具有增加的轉(zhuǎn)換效率的閃爍體。X射線和UV輻射導(dǎo)致相對于未經(jīng)輻照的閃爍體的至少為2的增加,而對于利用可見光的輻照,增加較小,并且平均為2倍,意味獲得了具有針對X轉(zhuǎn)換的非常高轉(zhuǎn)換效率的閃爍體。在退火之后和在暴露于電磁輻射之后的閃爍體示出了與在暴露于電磁輻射之前的相同的特征EPR頻譜。對電磁輻射的暴露可以在閃爍體上進(jìn)行,但是優(yōu)選地在閃爍體屏上進(jìn)行。5.放射性圖像和檢測裝置本發(fā)明的閃爍體適合作為放射性圖像檢測裝置、諸如FPD中以及高能量輻射檢測裝置中的閃爍體。在生產(chǎn)具有根據(jù)本發(fā)明的閃爍體的FPD時,閃爍體可以被施加在如上所述的基底上并且在具有中間粘合層的情況下被耦合到檢測器,所述檢測器包括多個光敏元件,所述光敏元件能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)換成電信號(例如:非晶Si、CMOS或CCD)。將本發(fā)明的閃爍體屏耦合到檢測器的合適方式在和中被描述。在另一實施例中,閃爍體可以被直接沉積在包括多個能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)換成電信號的光敏元件的檢測器上?;诟鶕?jù)本發(fā)明的閃爍體的FPD可以在使材料退火之后或之前獲得。退火優(yōu)選地在閃爍體被施加到基底(閃爍體屏)上之后和在進(jìn)行與FPD的檢測器的耦合之前被執(zhí)行。在優(yōu)選的實施例中,閃爍體首先被施加到基底上,繼之以退火步驟。在退火步驟之后,閃爍體屏到電磁輻射的暴露可以如在中所述那樣執(zhí)行,繼之以將閃爍體耦合到FPD的檢測器的步驟。在另一優(yōu)選實施例中,包括經(jīng)退火的閃爍體的FPD被暴露于電磁輻射,如以上在中所述。在另一優(yōu)選實施例中,包括閃爍體的FPD首先被退火并且然后暴露于電磁輻射,如以上在中所述。在另一優(yōu)選實施例中,材料可以在它被涂覆或沉積到基底上之前被退火。在退火步驟之后,閃爍體屏耦合到檢測器。本發(fā)明的閃爍體還適合于與光電倍增管組合以用于在例如伽馬掃描儀中的高能量輻射檢測、諸如伽馬射線檢測或圖像檢測。由于光在所有方向上被發(fā)射,所以不直接到達(dá)PMT的光電陰極的所有光子必須被引導(dǎo)以通過內(nèi)反射而到達(dá)光電陰極。對于許多應(yīng)用,閃爍體的截斷的錐體和拋物形狀給出最令人滿意的結(jié)果,但是制造起來不太昂貴的簡單形狀、比如桿和塊通常是足夠好的。為了促進(jìn)內(nèi)反射,閃爍體的平行表面在一些情況中應(yīng)當(dāng)是反射性涂覆的。最合適的涂層包括MgO、TiO2或Al。在閃爍體和PMT的光電陰極之間的耦合可以經(jīng)由直接耦合或光導(dǎo)耦合來進(jìn)行。在直接耦合的情況中,閃爍體表面與陰極窗口接合在一起。使用具有與閃爍體和玻璃的折射率接近的折射率的配對化合物、諸如硅脂對于最小化界面損耗而言是必要的。在光導(dǎo)耦合的情況中,在閃爍體表面和陰極窗口之間使用光導(dǎo)。常用的材料是玻璃、熔融石英、聚苯乙烯、聚乙烯基甲苯以及特別是聚甲基丙烯酸甲酯。在FPD或輻射檢測裝置中,波長移位材料可以被包括以更好地匹配由閃爍體發(fā)射的光的波長與檢測器的靈敏性頻譜。波長移位材料光學(xué)地耦合到閃爍體并且光學(xué)地耦合到檢測器。適合用于本發(fā)明的波長移位材料的示例在WO2012104798的表I中被公開。雖然本發(fā)明將在下文在示例中結(jié)合其優(yōu)選實施例來被描述,但是將理解到,不意圖將本發(fā)明限制到那些實施例。示例1.材料在以下的示例中所使用的大部分材料從標(biāo)準(zhǔn)源、諸如ALDRICHCHEMICALCo.(比利時)、ACROS(比利時)、VWR(比利時)和BASF(比利時)容易可得,除非以其它方式指定。所有材料在沒有進(jìn)一步提純的情況下被使用,除非以其它方式指定?!さ饣C(CsI):來自RockwoodLithium;·溴化銫(CsBr):來自RockwoodLithium;·CEBLA:來自AgfaHealthcare的溴化銫銪(CsEuBr3);·碘化鉈(TII):99.999%;來自RockwoodLithium;·來自Huntsman的TiO2TR-52;·CAB381-2:MEK中20(wt.)%的來自Eastman的乙酸丁酸纖維素(CAB-381-2);·Baysilon:來自Bayer的Baysilon涂料添加劑MA;·Ebecryl:MEK中20(wt.)%的Ebecryl1290,MEK中來自Allnex的六功能脂肪族尿烷丙烯酸酯低聚物;·來自3M的具有20μm孔隙大小的過濾器AU09E11NG;·A-GCP-Bu:來自AgfaHealthcare的放射性膜;·SE4CAWO:來自CAWO的基于鎢酸鈣(CaWO4)的粉末閃爍體屏;·CAWO超細(xì)115SW:來自CAWO的基于氧硫化釓(GOS:Tb)的粉末閃爍體;·黑色聚乙烯袋:來自CornelisPlastic的PE、類型B、260×369mm、0.19mm厚度;·StannJF-95B:來自Sakyo的分散劑;·Disperse來自DanielProdukts公司的陰離子表面活性劑/脂肪酸酯分散劑;·(新名稱=),來自ShellChemicals的基于苯乙烯和乙烯/丁烯與30%的聚苯乙烯含量的清透的、線性的三塊共聚物;·黑色PET基底:從Toray獲得的、商品名LumirrorX30的具有0.188mm的厚度的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜;·鋁318G:來自Alanod的具有0.3mm的厚度的板;·EuI2:來自。2.測量方法2.1在閃爍體屏/放射性膜設(shè)置的情況下的轉(zhuǎn)換效率在閃爍體屏/放射性膜(S/F)設(shè)置中確定閃爍體屏的轉(zhuǎn)換效率。為了確保在閃爍體屏和放射性膜之間的最優(yōu)接觸,使用真空封裝。具有其閃爍體側(cè)的閃爍體屏被使得與A-GCP-Bu放射性膜接觸并且這兩個組分都被置于黑色的聚乙烯袋中。整個封裝是不透光且真空封裝的。暴露通過在放射性膜前方的閃爍體。用于測量轉(zhuǎn)換效率的暴露通過PhilipsSuper80CPX射線源在以下條件的情況下執(zhí)行:72kVp、E-過濾器、在615cm上的距離范圍、具有0.10的dlogH的21步、10mAs、小焦距。閃爍體屏的基底側(cè)指向X射線源。在暴露之后,放射性膜在G138i(AgfaHealthcare)中、在33℃下被顯影90s并且被置于MacBeth密度計(類型TR-924)中以測量所顯影的膜的光學(xué)密度。轉(zhuǎn)換效率借助于其中密度與輻照劑量呈線性的區(qū)域中的密度圖表來確定,并且相對于參考閃爍體屏而被計算。除非以其它方式指定,否則參考閃爍體屏是SE4CAWO,并且已經(jīng)由于其在輻照下的穩(wěn)定性能以及在X射線輻照下的藍(lán)色發(fā)射而被選擇。2.2余輝利用在連續(xù)輻射模式中工作的X射線源Pantak-SeifertIsovolt16-M2/0.4-1.5、連同Cedrat公司的快門FPS900M以生成具有0.56Gy/s的非常高輻射劑量的X射線脈沖來測量余輝??扉T被裝配在距X射線源25cm的距離處并且具有2mm直徑的開放光圈??扉T的上升時間是30ms。為了避免X射線的散射,在快門的兩側(cè)上安裝兩個鉛闌。通過將電壓施加到快門的電子器件的數(shù)字輸入端來改變快門的定位(開放-閉合)。為了創(chuàng)建具有所選頻率和脈沖長度的脈沖序列,使用脈沖生成器HP8116A。閃爍體屏和快門之間的距離被固定為8cm。閃爍體被暴露于具有以下條件的X射線源:70kVp、20mAs、大焦距、沒有外部過濾器。生成器參數(shù)是固定的:HIL=2.5伏特,LOL=0伏特,頻率:30mHz。由閃爍體生成的光利用光纖被捕獲并且進(jìn)一步被引導(dǎo)到頻譜熒光計(來自JobinYvon的Fluorlog)中并且被測量。所測量的波長被固定在閃爍體的光發(fā)射的最大值處,并且它在從0.1到1s的范圍中的2個循環(huán)(開/關(guān))之間的時間內(nèi)被連續(xù)測量。在所有數(shù)據(jù)被收集之后,每個循環(huán)被分離并且在循環(huán)之間所測量的曲線被分析。為了降低噪聲水平,所有循環(huán)被取平均并且頻譜被提供。2.3通過光發(fā)射的測量的閃爍體屏的轉(zhuǎn)換效率2.3.a動態(tài)模式動態(tài)模式中轉(zhuǎn)換效率的測量通過利用頻譜熒光計(來自JobinYvon公司的Fluorlog)在370和700nm之間的波長范圍中記錄閃爍體屏的光發(fā)射頻譜來進(jìn)行。暴露通過將閃爍體置于X射線源Pantak-Seifert下來進(jìn)行。X射線源的暴露條件是:70kVp、10mAs、從X射線到閃爍體的為90cm的距離和21mmAl過濾器。X射線射束品質(zhì)對應(yīng)于規(guī)范RQA5(如在IEC標(biāo)準(zhǔn)61267()中所定義的RQAX射線射束品質(zhì))。所發(fā)射的光利用光纖被捕獲并且被傳遞到頻譜熒光計,其中它被存儲在其計算機(jī)上并且光發(fā)射頻譜被生成。轉(zhuǎn)換效率被計算為370和700nm之間的頻譜的積分。2.3.b動力學(xué)模式動力學(xué)模式中轉(zhuǎn)換效率的測量通過利用用于動態(tài)模式的相同頻譜熒光計、以連續(xù)模式(即作為X射線輻射劑量的函數(shù))來記錄來自閃爍體屏的光發(fā)射而進(jìn)行。頻譜熒光計被設(shè)置成在與閃爍體的發(fā)射的最大值相對應(yīng)的450nm的固定波長下的檢測,除非另行指定。在作為X射線劑量的函數(shù)的所檢測的光發(fā)射的最大值處取得轉(zhuǎn)換效率。X射線源條件被設(shè)置成70kVp、20mAs,從X射線源到閃爍體的距離是80cm,并且不使用任何外部過濾器。光發(fā)射以0.17Gy輻射間隔而被積分。3.閃爍體屏的制備3.1.閃爍體屏的基底的制備為了制備閃爍體屏,使用兩種類型的基底:沒有預(yù)涂層的Al板以及具有預(yù)涂層的Al板。為了制備預(yù)涂層,通過在水平攪拌器珠磨機(jī)中混合0.2g的CAB381-2與1g的TiO2TR-52、0.001g的Baysilon和2.6g的MEK來制備涂覆分散體。Ebecryl被添加以實現(xiàn)CAB381-2:Ebecryl為1:1的重量比。利用過濾器AU09E11NG來過濾溶液。涂覆分散體中TiO2TR-52的固體含量為35(wt.)%。涂覆分散體利用刮片、以2m/min的涂覆速度被涂覆在具有18×24cm的大小的鋁318G板上。濕層厚度是150μm以便獲得厚度17μm的干燥層。預(yù)涂層的干燥在室溫下進(jìn)行至少15min,繼之以在爐中、在60℃下干燥30min以及在90℃下干燥20min。3.2.針基閃爍體屏的制備根據(jù)本發(fā)明的針型閃爍體屏(本發(fā)明屏1-17)經(jīng)由在有或沒有預(yù)涂層的情況下(參見)在Al板上CsI和CsEuBr3的物理氣相沉積(PVD)來獲得。包含210g的CsI和2.1g的CsEuBr3的混合物被置于真空沉積室中的坩堝中。由于所獲得的閃爍體中的溴化物的含量僅僅源自CsEuBr3,所以閃爍體(本發(fā)明屏1-17)基本上包括CsI:Eu。坩堝隨后被加熱到680-690℃的溫度并且蒸發(fā)的化合物被沉積在基底上。針型閃爍體屏(本發(fā)明屏18)經(jīng)由在沒有預(yù)涂層的情況下在Al板上CsI、CsBr和CsEuBr3的物理氣相沉積(PVD)來獲得。包含189g的CsI、21g的CsBr和2.1g的CsEuBr3的混合物被置于真空沉積室中的坩堝中。坩堝隨后被加熱到680-690℃的溫度并且蒸發(fā)的化合物被沉積在基底上。所沉積的閃爍體中的溴化物與碘化物的比率借助于電位滴定來確定。在坩堝和基底之間的距離被固定為20cm。在蒸發(fā)期間,基底以12r.p.m.旋轉(zhuǎn)并且被保持在140℃的溫度下。在開始蒸發(fā)之前,該室被排空到5×10-5mbar的壓強(qiáng)并且在蒸發(fā)過程期間,氬氣體被引入到該室中。過程花費從115到160min,這取決于涂層重量。在蒸發(fā)過程之后,閃爍體屏和該室被冷卻到室溫并且閃爍體從真空室中移除。每個閃爍體屏被稱重并且通過應(yīng)用公式1來獲得涂層重量。如此獲得的閃爍體屏、本發(fā)明屏1到本發(fā)明屏18的涂層重量在表1中被報告..公式1.其中:WF=閃爍體屏的重量,WS=基底的重量,As=基底的表面面積。3.3.針基CsI:Eu閃爍體屏的制備.該閃爍體以與中所述(本發(fā)明屏1-17)的相同方式而被制備,但是CsEuBr3被EuI2取代。涂層重量根據(jù)公式1來被確定并且在表1中被報告。3.4.未摻雜的CsI閃爍體屏(比較屏1)的制備.該閃爍體以與中所述(本發(fā)明屏1-17)的相同方式而被制備,但是不使用CsEuBr3。涂層重量根據(jù)公式1來被確定并且在表1中被報告。3.5.將不被退火的針型閃爍體屏(比較屏2/3/4)的制備.將不被退火的針型閃爍體屏(參見以下)以與中所述(本發(fā)明屏1-17)的相同方式而被制備并且涂層重量在表1中被報告。3.6.CsI:TI閃爍體屏(比較屏5)的制備.CsI:TI閃爍體以與中所述(本發(fā)明屏1-17)的相同方式而被制備,但是CsEuBr3被2.6g的碘化鉈取代。所獲得的屏(比較屏5)的涂層重量通過公式1來被確定、在表1中被報告。表1閃爍體屏基底組成涂層重量(mg/cm2)本發(fā)明屏1Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu50.2本發(fā)明屏2Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu49.2本發(fā)明屏3Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu116.6本發(fā)明屏4Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu114.8本發(fā)明屏5Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu115.1本發(fā)明屏6Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu52.8本發(fā)明屏7Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu52.7本發(fā)明屏8Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu52.6本發(fā)明屏9Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu45.9本發(fā)明屏10Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu88.1本發(fā)明屏11Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu116.6本發(fā)明屏12Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu51.6本發(fā)明屏13Al板CsBrxI(1-x):Eu41.7本發(fā)明屏14Al板CsBrxI(1-x):Eu45.9本發(fā)明屏15Al板CsBrxI(1-x):Eu42.9本發(fā)明屏16Al板CsBrxI(1-x):Eu42.6本發(fā)明屏17Al板CsBrxI(1-x):Eu42.7本發(fā)明屏18Al板CsBr0.08I0.92:Eu41.1本發(fā)明屏19Al板+預(yù)涂層CsI:Eu42.1比較屏1Al板+預(yù)涂層CsI48.7比較屏2Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu49.3比較屏3Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu118.5比較屏4Al板+預(yù)涂層CsBrxI(1-x):Eu51.6比較屏5Al板+預(yù)涂層CsI:TI130.0參考屏1-SE4CAWO46.93.7.基于粉末的閃爍體屏的制備0.013g的StannJF-95B和0.009g的DisperseAYDTM9100在0.153g的甲苯和0.103g的乙酸丁酯中被混合?;旌衔镌趽u動器式混合機(jī)T2F中被混合30min。對于該混合物,0.256g的甲基環(huán)己烷被添加并且再次在搖動器式混合機(jī)T2F中被混合30min。最終,包含0.087g的KratonTMFG1901GT、0.145g的甲基環(huán)己烷、0.087g的甲苯和0.058g的乙酸丁酯的混合物被添加并且被混合另一個30min。對于0.91g的如此獲得的黏合劑溶液,0.5g的CsI材料或其混合物(參見以下)被添加并且被混合另一30min。本發(fā)明屏10利用CsBrxI(1-x):Eu材料被制備,所述CsBrxI(1-x):Eu材料通過從如在和中所述那樣獲得的閃爍體層中移除經(jīng)退火的CsI:Eu針型閃爍體層而獲得,并且具有112mg/cm2的涂層重量。CsBrxI(1-x):Eu針型閃爍體的退火如在中針對本發(fā)明屏1-12所述那樣進(jìn)行。在從基底移除之后,在將材料添加到黏合劑溶液之前將所述材料在砂漿中粉碎。本發(fā)明屏21利用通過混合0.49g的CsI和0.1g的CEBLA為粉末所獲得的CsBrxI(1-x):Eu材料來被制備。混合物被置于爐中,并且以1℃/min加熱直到660℃的溫度,在該溫度處它被保持1h。此后,爐被關(guān)斷,并且讓材料冷卻。所獲得的材料,也稱作燒制的材料,隨后被粉碎并且在爐中、在160℃下被退火1h。在冷卻之后,它被添加到黏合劑溶液。本發(fā)明屏22利用通過混合0.49g的CsI和0.1g的CEBLA所獲得的CsBrxI(1-x):Eu來被制備。材料在砂漿中被粉碎并且在爐中、在160℃下被退火1h,并且在冷卻之后,被添加到黏合劑溶液。比較屏6通過混合0.49g的CsI和0.1g的CEBLA被制備并且被添加到黏合劑溶液。比較屏7通過混合0.49g的CsI和0.1g的CEBLA被制備、被粉碎并且被添加到黏合劑溶液。通過將如上所獲得的CsI:Eu或CsI+CEBLA的混合物添加到如上所述的黏合劑溶液而獲得的分散體被傾注到具有3.0×2.5cm和1.0cm高度的內(nèi)部尺寸的不銹鋼模具中,在所述模具中放置了黑色PET基底。模具中的分散體在爐中50℃下被干燥10h。此后,所獲得的基于粉末的閃爍體屏從模具中移除并且進(jìn)一步在空氣中干燥1天。4.使CsI:Eu和CsBrxI(1-x):Eu閃爍體屏退火的過程針基閃爍體屏、本發(fā)明屏1到本發(fā)明屏12、本發(fā)明屏18、本發(fā)明屏19和比較屏1被置于具有空氣循環(huán)的爐中并且溫度被設(shè)置成170℃。閃爍體被保持在該溫度達(dá)1h的時間段。CsBrxI(1-x):Eu針基閃爍體屏、本發(fā)明屏13到本發(fā)明屏17在相同的爐中、在100℃和300℃之間的范圍中的溫度下被退火并且被保持在這些溫度下達(dá)0.5h和24h之間的時間段。在該時間段已經(jīng)過去之后,CsBrxI(1-x):Eu針基閃爍體屏被允許冷卻。5.經(jīng)退火的CsBrxI(1-x):Eu針型閃爍體于電磁輻射的暴露.5.1X射線本發(fā)明屏1到本發(fā)明屏6被暴露于利用以連續(xù)輻射模式的X射線源Pantak-SeifertIsovolt16-M2/0.4-1.5的X射線輻射,以這樣的方式使得每個閃爍體屏的一半被暴露于以0.3Gy/min的劑量率的17Gy的X射線劑量。X射線源條件是:70kVp、5mAs、沒有外部過濾器、距X射線源80cm的距離,除非另行指定。每個閃爍體屏的另一半被具有1mm厚度的鉛板覆蓋以避免任何暴露。5.2氙燈輻照本發(fā)明屏8和9被暴露于發(fā)射從300nm到800nm的光的氙燈(SuntestXLS+,Altas)。暴露以兩種方式執(zhí)行:a)閃爍體屏的一半在第二部分被覆蓋的情況下被暴露于765W/m2的總燈強(qiáng)度達(dá)2h;以及b)閃爍體屏被暴露于以0.483J/s.m2的固定劑量率的11mm直徑的圓形射束達(dá)0.75-24h。5.3UV光輻照本發(fā)明屏10在具有365nm中心波長的窄帶傳輸過濾器的情況下被暴露于75W的OMT燈單元內(nèi)置的氙燈(Hamamatsu)。閃爍體屏被暴露于11mm直徑的且以0.176J/s.m2的固定劑量率的圓形射束達(dá)0.5到24h。6.EPR頻譜在Ghent大學(xué)、在Bruker?ELEXSYSE500、Q帶EPR/ENDOR頻譜儀上、在室溫(25℃)下、利用以下設(shè)置來測量CsBrxI(1-x):Eu材料的EPR頻譜:34GHz的微波頻率、20mW的微波功率、100kHz的場調(diào)制頻率、0.5mT的場調(diào)制幅度、60dB的接收器增益、20min的掃描時間以及80ms的時間常量。CsBrxI(1-x):Eu材料利用分開刀而從基底移除并且被粉碎。粉碎的材料被引入到具有2mm的外徑和1.4mm的內(nèi)徑、到5mm的高度的Q帶石英管中,并且頻譜被收集。經(jīng)退火的針型CsBrxI(1-x):Eu閃爍體的本發(fā)明屏11的EPR頻譜在圖1中被示出,并且未經(jīng)退火的針型CsBrxI(1-x):Eu閃爍體的比較屏3的EPR頻譜在圖2中被示出。經(jīng)退火的針型CsBrxI(1-x):Eu閃爍體的本發(fā)明屏11的EPR頻譜示出了在1090mT、1140mT和1200mT的磁場下的信號高度最大值,以及在1250mT和1350mT處的最小值。在1200mT處的信號高度最大值示出了來自所有最大值的最大峰值高度。峰值高度被定義為信號在其最大值處的絕對值與位于峰值磁場中較低側(cè)的最小值處的信號值之間的差。在1090mT和1140處的信號高度不超過40%的經(jīng)歸一化的信號高度,其中在1200mT處的經(jīng)歸一化的信號高度百分比被計算為100%。信號的絕對高度可以取決于諸如涂層重量和測量環(huán)境之類的參數(shù)而不同。未經(jīng)退火的針型CsBrxI(1-x):Eu閃爍體的比較屏3的EPR頻譜通過寬頻譜來被表征,其清楚地不同于經(jīng)退火的樣本的頻譜并且通過不是最高的在1200mT處的信號高度峰值來進(jìn)一步表征。有時,未經(jīng)退火的CsBrxI(1-x):Eu材料的所測量的EPR頻譜示出在1090mT和1140m處的非常小的最大值。然而,這些最大值中的至少一個的經(jīng)歸一化的信號高度超過40%,由此在1200mT處的經(jīng)歸一化的信號高度百分比被計算為100%。經(jīng)退火的針型CsI:Eu閃爍體的本發(fā)明屏19的EPR頻譜在圖5中被示出并且經(jīng)退火的針型CsBr0.08I(0.92):Eu閃爍體的本發(fā)明屏18的EPR頻譜被示出在圖6中。經(jīng)退火的針型CsI:Eu閃爍體的本發(fā)明屏19的EPR頻譜示出了在1200mT磁場下的信號高度最大值。峰值高度被定義為信號在其最大值處的絕對值與位于峰值磁場中較低側(cè)的最小值處的信號值之間的差。在1090mT和1140mT處的信號高度不超過40%的經(jīng)歸一化的信號高度,其中在1200mT處的經(jīng)歸一化的信號高度百分比被計算為100%。該EPR頻譜對于退火之后的CsI:Eu是非常特征性的,并且僅僅信號的絕對高度可以取決于諸如涂層重量和測量環(huán)境之類的參數(shù)而不同。經(jīng)退火的針型CsBr0.08I(0.92):Eu閃爍體的本發(fā)明屏18的EPR頻譜示出了在1200mT磁場下的信號高度最大值。峰值高度被定義為信號在其最大值處的絕對值與位于峰值磁場中較低側(cè)的最小值處的信號值之間的差。在1090mT和1140mT處的信號高度不超過40%的經(jīng)歸一化的信號高度,其中在1200mT處的經(jīng)歸一化的信號高度百分比被計算為100%。該EPR頻譜對于退火之后的CsBr0.08I(0.92):Eu是非常特征性的,并且僅僅信號的絕對高度可以取決于諸如涂層重量和測量環(huán)境之類的參數(shù)而不同。7.轉(zhuǎn)換效率測量的結(jié)果7.1經(jīng)退火的和未經(jīng)退火的閃爍體屏的轉(zhuǎn)換效率閃爍體屏、本發(fā)明屏12和比較屏4在參考屏1作為參考(轉(zhuǎn)換效率=1)的情況下的轉(zhuǎn)換效率(此后被標(biāo)示為相對轉(zhuǎn)換效率)根據(jù)中所述的方法被測量。結(jié)果被包括在表2中。表2閃爍體屏退火步驟相對轉(zhuǎn)換效率本發(fā)明屏12在170℃下1h0.47比較屏4否0.15退火步驟明顯增大了基于CsBrxI(1-x):Eu閃爍體(其包括具有針狀結(jié)構(gòu)的晶體)的閃爍體屏的轉(zhuǎn)換效率。7.2在X射線輻照之后在動態(tài)模式中的轉(zhuǎn)換效率測量.如中所述在X射線暴露之前和之后測量了本發(fā)明屏1、比較屏1和比較屏2的在X射線激勵下的光發(fā)射。X射線暴露如在中所述那樣被執(zhí)行。沒有被暴露于電磁輻射的閃爍體屏的部分的發(fā)射頻譜具有450nm處的最大值,除了未經(jīng)摻雜的CsI之外,所述未經(jīng)摻雜的CsI具有在低得多的波長處的最大值,并且具有相當(dāng)?shù)偷男盘枴T诒┞队赬射線輻照之后測量的頻譜示出了轉(zhuǎn)換效率信號中的改變。針對本發(fā)明屏1和比較屏1-2二者沒有觀測到波長中的移位,但是在這兩種情況中頻譜的強(qiáng)度都改變了。由于暴露于X射線,摻雜了Eu的和退火的CsBrxI(1-x)屏(本發(fā)明屏1)的轉(zhuǎn)換效率增加了,而未摻雜的CsI閃爍體屏(比較屏1)和未經(jīng)退火的摻雜了Eu的CsBrxI(1-x)閃爍體屏(比較屏2)的轉(zhuǎn)換效率減小了。相對于X射線暴露之前的轉(zhuǎn)換效率的在X射線暴露之后的屏的轉(zhuǎn)換效率在表3中被報告。X射線暴露之前的轉(zhuǎn)換效率針對所有屏被計算為1。表3閃爍體屏X射線輻照之后的相對轉(zhuǎn)換效率本發(fā)明屏12.2比較屏10.6比較屏20.47.3在X射線輻射之后在450nm處的動力學(xué)模式中的轉(zhuǎn)換效率閃爍體屏(本發(fā)明屏2)的轉(zhuǎn)換效率如中所述那樣被測量。甚至在根據(jù)的非常低劑量的X射線輻照(諸如0.1Gy)之后立即開始轉(zhuǎn)換效率的增加,并且直到實現(xiàn)大約12Gy的總劑量為止增加到最大值(參見圖3)。在大約12Gy的總劑量下,轉(zhuǎn)換效率飽和,甚至在提供更高劑量的輻照的時候。從大約12Gy的X射線輻照劑量到大約28Gy的劑量,轉(zhuǎn)換效率在當(dāng)尚未施加任何輻照時的轉(zhuǎn)換效率的500%處趨平。如在Gektin等人(RadiationdamageofCsI:Eucrystals.FunctionalMaterials,20;n.2(2013)-烏克蘭國家科學(xué)院的STC“單晶體研究所”)中所述的相同測量的結(jié)果確實相反地示出了在小于100Gy的X射線劑量下輻照導(dǎo)致發(fā)射抑制。7.4針對不同涂層重量的在暴露于X射線之后的閃爍體屏的轉(zhuǎn)換效率閃爍體屏、本發(fā)明屏3到本發(fā)明屏6的轉(zhuǎn)換效率在如中所述的S/F設(shè)置中、在根據(jù)的X射線暴露之前和之后被測量。未經(jīng)暴露的閃爍體屏的轉(zhuǎn)換效率被取為參考并且等于1。相對于閃爍體屏的未經(jīng)暴露的部分,轉(zhuǎn)換效率針對高涂層重量增加到大約3倍,并且針對低涂層重量增加到大約2倍(參見表4)。表4閃爍體屏X射線輻照之后的相對轉(zhuǎn)換效率本發(fā)明屏33.3本發(fā)明屏43.1本發(fā)明屏53.3本發(fā)明屏62.1在如.中所述的S/F設(shè)置中測量的本發(fā)明屏7的轉(zhuǎn)換效率與參考屏1比較。參考屏1沒有示出在X射線暴露之后的轉(zhuǎn)換效率的增加。本發(fā)明屏7的一半被暴露于748Gy的總X射線劑量(70kVp、5mA、80cm距離、沒有外部過濾器),其中劑量率為0.3Gy/min并且總輻照時間為4h48min。閃爍體屏的另一半被具有1mm厚度的鉛板覆蓋以避免屏的任何暴露。屏的這兩半的轉(zhuǎn)換效率都被測量并且與參考屏1比較以獲得相對轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明屏7示出了是閃爍體屏的未經(jīng)暴露的部分的相對轉(zhuǎn)換效率的3.5倍高的相對轉(zhuǎn)換效率。閃爍體屏、本發(fā)明屏7的未經(jīng)暴露和暴露的部分的相對轉(zhuǎn)換效率在表5中被示出。結(jié)果示出了盡管在退火之后的本發(fā)明屏7的轉(zhuǎn)換效率低于參考屏1,但是利用X射線的輻照將屏的轉(zhuǎn)換效率增加到比參考屏(Ref.Scr.)1更高的值。表5閃爍體屏未經(jīng)暴露的相對轉(zhuǎn)換效率X射線暴露之后的相對轉(zhuǎn)換效率本發(fā)明屏70.431.497.5.在不同溫度下和在不同時間段中退火的閃爍體屏的轉(zhuǎn)換效率測量和EPR頻譜本發(fā)明屏13到19(其在不同的溫度下在不同的時間段中被退火)的轉(zhuǎn)換效率在如中所述的動力學(xué)模式中被測量。在未經(jīng)退火的屏的效率作為參考(=1)的情況下作為X射線劑量的函數(shù)的最大值處的相對轉(zhuǎn)換效率的值在表6中被報告。表6閃爍體屏退火的T(°C)退火的t(h)相對轉(zhuǎn)換效率本發(fā)明屏131000.51.3本發(fā)明屏1310011.4本發(fā)明屏1310031.7本發(fā)明屏13100244.7本發(fā)明屏141350.52.4本發(fā)明屏1413513.1本發(fā)明屏1413536.1本發(fā)明屏141352414,5本發(fā)明屏152000.510.5本發(fā)明屏1520018.1本發(fā)明屏1520036.7本發(fā)明屏15200243.5本發(fā)明屏162500.53.5本發(fā)明屏1625013.0本發(fā)明屏1625032.1本發(fā)明屏173000.50.85本發(fā)明屏1730010.28本發(fā)明屏1730030.15本發(fā)明屏17300240.12本發(fā)明屏1813514.50本發(fā)明屏1817018.50本發(fā)明屏1820014.65本發(fā)明屏19170110.10從表6中所報告的結(jié)果可以看出,基于具有針狀結(jié)構(gòu)的CsBrxI(1-x):Eu晶體的閃爍體屏在300℃以下的溫度處的退火示出了相對于未經(jīng)退火的閃爍體屏的較高轉(zhuǎn)換效率。具有針狀結(jié)構(gòu)并且在300℃被過度退火的CsBrxI(1-x):Eu晶體的EPR頻譜通過寬頻譜表征,其顯然不同于經(jīng)退火的樣本的頻譜并且通過1090mT和1140mT處的最大值以及1350mT處的最小值的不存在來被進(jìn)一步表征。7.6在暴露于光之后的閃爍體屏的轉(zhuǎn)換效率閃爍體屏、本發(fā)明屏8和參考屏1的一半被暴露于如中所述的Xe燈。相對轉(zhuǎn)換效率在根據(jù)的動態(tài)模式中、針對經(jīng)暴露和未經(jīng)暴露的區(qū)域二者、相對于參考屏1而被測量。結(jié)果在表7中被報告。由于暴露于光所致的相對轉(zhuǎn)換效率的增加是2.7。表7閃爍體屏未經(jīng)暴露的部分的相對光轉(zhuǎn)換信號暴露于可見光的部分的相對光轉(zhuǎn)換信號本發(fā)明屏80.461.23閃爍體屏、本發(fā)明屏9被暴露于如中的Xe燈的圓形射束并且閃爍體屏、本發(fā)明屏10的一半被暴露于如中的UV光的圓形射束。相對轉(zhuǎn)換效率在根據(jù)的動態(tài)模式中、針對所有經(jīng)暴露區(qū)域、參考未經(jīng)暴露的區(qū)域而被測量并且結(jié)果在表8中被概述。表8閃爍體屏光源(exp.方法)劑量[J/m2]相對轉(zhuǎn)換效率本發(fā)明屏9Xe燈(§5.2)17391.29本發(fā)明屏9Xe燈(§5.2)104331.68本發(fā)明屏9Xe燈(§5.2)208661.84本發(fā)明屏9Xe燈(§5.2)278211.84本發(fā)明屏9Xe燈(§5.2)417311.79本發(fā)明屏10UV燈(§5.3)12672.81本發(fā)明屏10UV燈(§5.3)25342.85本發(fā)明屏10UV燈(§5.3)50692.76本發(fā)明屏10UV燈(§5.3)101382.66觀測到由于暴露于光所致的轉(zhuǎn)換效率的增加。由于UV輻照所致的轉(zhuǎn)換效率的增加高于由于可見光輻照所致的增加。7.7.基于粉末的閃爍體屏的轉(zhuǎn)換效率測量在動態(tài)和動力學(xué)模式中測量每個屏。確定光發(fā)射頻譜的信噪比和最大發(fā)射,而同時相對于X射線輻照之前的轉(zhuǎn)換效率的轉(zhuǎn)換效率在動力學(xué)模式(參見)中被確定。結(jié)果在表9中被報告。表9屏最大光發(fā)射(nm)相對轉(zhuǎn)換效率信噪比本發(fā)明屏104506.5高本發(fā)明屏214502高本發(fā)明屏224502低比較屏6寬:500-5501.2高比較屏7寬:500-5501.2高通過經(jīng)退火的CsBrxI(1-x):Eu材料所獲得的所有閃爍體屏示出了由于X射線暴露所致的轉(zhuǎn)換效率的增加以及比利用未經(jīng)退火的CsI:Eu材料所獲得的閃爍體屏更高的轉(zhuǎn)換效率。針對通過粉碎經(jīng)退火的CsBrxI(1-x):Eu針?biāo)@得的閃爍體屏而獲得最佳結(jié)果。未經(jīng)退火的屏的轉(zhuǎn)換效率在實驗誤差內(nèi)并且它不被視為轉(zhuǎn)換效率的增加。8.余輝測量在如中所述的退火之后的本發(fā)明屏1的余輝根據(jù)、與2個閃爍體屏:比較屏5和CAWO超細(xì)115SW相比較地被測量。結(jié)果被示出在圖4中。如可以看到的,基于退火之后的CsBrxI(1-x):Eu的閃爍體的余輝比基于CsI:TI的閃爍體的余輝低得多。這些結(jié)果證明了使基于CsBrxI(1-x):Eu的閃爍體退火增加了X射線到光的轉(zhuǎn)換效率,而同時將余輝維持于非常低的水平,使得本發(fā)明非常適合于高速射線照相術(shù)成像和高能量輻射檢測。此外,通過Eu來代替TI表現(xiàn)了在生產(chǎn)基于CsBrxI(1-x)的閃爍體期間對于操作者的較少安全問題。當(dāng)前第1頁1 2 3