本公開涉及包括稀土鹵化物的閃爍晶體以及包括這類閃爍晶體的輻射檢測(cè)設(shè)備。
背景技術(shù)：
：nai：tl為極常見并且熟知的閃爍晶體。期望對(duì)nai：tl閃爍晶體的進(jìn)一步改進(jìn)。附圖說明在附圖中以舉例方式說明實(shí)施例，并且不作限制。圖1包括可用于醫(yī)學(xué)成像的根據(jù)實(shí)施例的輻射檢測(cè)設(shè)備的圖示。圖2和圖3包括可用于鉆探或測(cè)井的根據(jù)實(shí)施例的輻射檢測(cè)設(shè)備的圖示。圖4包括對(duì)于sr共摻雜和標(biāo)準(zhǔn)樣本在室溫和1微秒脈沖積分下暴露于662kev能量的γ輻射時(shí)所獲得的。圖5包括對(duì)于la共摻雜和標(biāo)準(zhǔn)樣本在室溫和1微秒脈沖積分下暴露于662kev能量的γ輻射時(shí)所獲得的。圖6包括相對(duì)光輸出作為對(duì)于sr共摻雜、ca共摻雜和標(biāo)準(zhǔn)品樣本的能量函數(shù)的曲線。圖7包括對(duì)于共摻雜有不同濃度的ca的nai：tl晶體的閃爍光輸出與脈沖衰減時(shí)間的曲線。熟練技術(shù)人員應(yīng)了解，圖中的元件僅為簡(jiǎn)單和清晰起見而示出，但不一定按比例繪制。舉例來說，圖中一些元件的尺寸可能相對(duì)于其它元件放大以幫助改進(jìn)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的理解。具體實(shí)施方式結(jié)合附圖提供以下說明來幫助理解本文所公開的教示內(nèi)容。以下論述將集中于教示內(nèi)容的特定實(shí)施方案和實(shí)施例上。提供此焦點(diǎn)以幫助描述教示內(nèi)容，并且其不應(yīng)被解釋為對(duì)所述教示內(nèi)容的范圍或適用性的限制。與元素周期表內(nèi)的列相對(duì)應(yīng)的族編號(hào)使用“新符號(hào)”公約，如在crc化學(xué)和物理手冊(cè)(crchandbookofchemistryandphysics)，第81版(2000-2001)中所見。術(shù)語“稀土”或“稀土元素”旨在意指元素周期表中的y、sc以及鑭系元素(la到lu)。如本文所使用，術(shù)語“包含(comprises/comprising)”、“包括(includes/including)”、“具有(has/having)”或其任何其它變型是旨在涵蓋非排它性的包括。舉例來說，包含一列特征的工藝、方法、制品或設(shè)備不一定僅限于那些特征，但可包括沒有明確列出或這類工藝、方法、制品或設(shè)備所固有的其它特征。另外，除非明確相反地陳述，否則“或”是指包括性的或，而非排它性的或。舉例來說，條件a或b通過以下中的任一個(gè)來得到滿足：a是真的(或存在的)并且b是假的(或不存在的)、a是假的(或不存在的)并且b是真的(或存在的)以及a和b都是真的(或存在的)。使用“一個(gè)”或“一種”是用來描述本文所描述的元件和組件。這樣做只是為了方便起見并且給出本發(fā)明范圍的一般性意義。除非顯而易見指的是其它情況，否則此說明應(yīng)被理解為包括一個(gè)或至少一個(gè)，并且單數(shù)也包括多個(gè)，或反之亦然。除非另外限定，否則本文所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所理解相同的含義。材料、方法和實(shí)例僅是說明性的并非旨在為限制性的。至于本文未描述的方面，關(guān)于特定材料和處理動(dòng)作的許多細(xì)節(jié)是常規(guī)的，并且可在閃爍和輻射檢測(cè)領(lǐng)域內(nèi)的教科書和其它來源中找到。閃爍晶體可包括共摻雜有鉈和另一種元素的鹵化鈉。共摻雜可改進(jìn)能量分辨率、比例、光輸出、衰減時(shí)間、另一種合適閃爍參數(shù)或其任何組合。在實(shí)施例中，閃爍晶體可包括nax：tl，me，其中x表示鹵素，并且me表示第1族元素、第2族元素、稀土元素或其任何組合。具體共摻雜劑的選擇可取決于待改進(jìn)的具體閃爍參數(shù)。如在本說明書中所使用，共摻雜可包括兩種或更多種不同元素(tl和一種或多種其它元素)，并且共摻雜劑是指除tl外的一種或多種摻雜劑。關(guān)于鹵化鈉的組成，x可為i，或i和br的組合。在x為i和br的組合時(shí)，x可包括至少50mol％、至少70mol％或至少91mol％的i。在實(shí)施例中，tl可具有至少1×10-4mol％、至少1×10-3mol％或至少0.01mol％的濃度，并且在另一個(gè)實(shí)施例中，tl具有不大于5mol％、不大于0.2mol％或不大于0.15mol％的濃度。在具體實(shí)施例中，tl具有在1×10-4mol％到5mol％、1×10-3mol％到0.2mol％范圍內(nèi)的濃度。在更具體實(shí)施例中，tl具有在范圍內(nèi)0.03mol％到0.15mol％的濃度，顯現(xiàn)良好性能，如高光輸出和良好能量分辨率。在實(shí)施例中，在共摻雜劑為第1族元素或第2族元素時(shí)，第1族元素或第2族元素的摻雜劑濃度為至少1×10-4mol％、至少1×10-3mol％或至少0.01mol％，并且在另一個(gè)實(shí)施例中，濃度不大于5mol％、不大于0.9mol％或不大于0.2mol％。在具體實(shí)施例中，第1族元素或第2族元素的濃度在1×10-4mol％到5mol％、1×10-3mol％到0.9mol％或0.01mol％到0.2mol％范圍內(nèi)。在實(shí)施例中，在共摻雜劑為稀土元素時(shí)，稀土元素的摻雜劑濃度為至少5×10-4mol％或至少8×10-4mol％，并且在另一個(gè)實(shí)施例中，摻雜劑濃度為不大于0.5mol％、0.05mol％或5×10-3mol％。所有前述摻雜劑濃度用于在晶體中的摻雜劑濃度。在具體實(shí)施例中，閃爍晶體為單晶。晶體中的摻雜劑濃度與形成閃爍晶體的熔融物中的摻雜劑濃度可不同或可相同。在形成晶體的熔融物中的tl以及第1族和第2族共摻雜劑的濃度可包括如先前描述值中的任一個(gè)。相比于na原子，稀土元素，并且尤其la和重元素相對(duì)較大，并且因此，可產(chǎn)生顯著較低濃度的稀土元素。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于稀土元素，熔融物中的摻雜劑濃度可較高，如至少1×10-3mol％、至少5×10-3mol％或至少0.01mol％。在閱讀本說明書全文之后，在考慮這類摻雜劑的偏析系數(shù)之后，熟練技術(shù)人員將能夠確定待在熔融物中的摻雜劑的量以在閃爍晶體中實(shí)現(xiàn)期望的摻雜劑濃度。在選擇共摻雜劑時(shí)，不同考慮因素可確定相比于其它元素，哪些特定元素更好地適合于改進(jìn)特定閃爍參數(shù)。以下描述用作一般指導(dǎo)并且不解釋為限制特定共摻雜劑的特定閃爍參數(shù)。在實(shí)施例中，nax：tl，me閃爍晶體的發(fā)射最大值的波長(zhǎng)可相對(duì)地保持與nax：tl相同，使得耦接到或?qū)Ⅰ罱拥介W爍晶體的光傳感器的量子效率不會(huì)顯著改變。對(duì)于在300nm到700nm范圍內(nèi)的輻射，在閃爍晶體暴露于具有60kev能量的γ輻射時(shí)，nai：tl具有在415nm和420nm之間的發(fā)射最大值。在實(shí)施例中，對(duì)于在300nm到700nm范圍內(nèi)的輻射，在閃爍晶體暴露于具有60kev能量的γ輻射時(shí)，共摻雜閃爍晶體具有在至少400nm、至少405nm或至少410nm波長(zhǎng)下的發(fā)射最大值，并且在另一個(gè)實(shí)施例中，在閃爍晶體暴露于具有60kev能量的γ輻射時(shí)，共摻雜閃爍晶體具有在不大于430nm、不大于425nm或不大于420nm的波長(zhǎng)下的發(fā)射最大值。在具體實(shí)施例中，在閃爍晶體暴露于具有60kev能量的γ輻射時(shí)，共摻雜閃爍晶體具有在400nm到430nm、405nm到425nm或410nm到420nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)下的發(fā)射最大值。在相比于nax：tl不顯著影響發(fā)射最大值的波長(zhǎng)的情況下，許多第1族、第2族和稀土元素可為nax：tl，me中的共摻雜劑。共摻雜有稀土元素可增加光輸出。一些稀土元素可更好地適合于使用而不影響發(fā)射最大值。舉例來說，共摻雜有sc、y、la、lu和yb較不可能顯著影響發(fā)射最大值的波長(zhǎng)。eu可使發(fā)射最大值偏移到約440nm，并且這類偏移可造成量子效率降低或選擇在440nm下具有更高量子效率的不同光傳感器。共摻雜有較可能造成發(fā)射最大值的波長(zhǎng)發(fā)生相當(dāng)大偏移的其它稀土元素可包括sm、pr、nd和tb。包括共摻雜有二價(jià)金屬元素(例如，第2族元素)和稀土元素(除tl之外)這兩者的閃爍晶體可提供改進(jìn)的性能。二價(jià)金屬元素和稀土元素的組合作為在閃爍晶體中的共摻雜劑可具有改進(jìn)(更低)的能量分辨率、改進(jìn)(更快)脈沖衰減時(shí)間，并且抑制缺陷顏色中心。具體實(shí)施例包括共摻雜有sr和y或共摻雜有ca和y的nax：tl。能量分辨率(也被稱為脈沖高度分辨率或phr)得到改進(jìn)，因?yàn)閷?duì)于共摻雜的閃爍晶體，能量分辨率可較小。除非另外規(guī)定，否則用于確定能量分辨率的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為使閃爍晶體暴露于137cs，其在662kev能量下發(fā)射γ輻射。在具體測(cè)試方法中，測(cè)試在室溫(如20℃到25℃和22℃)下執(zhí)行。能量分辨率為在662kev峰值的最大值一半處的全寬除以峰高度。能量分辨率通常表達(dá)為百分比。能量分辨率可通過積分時(shí)間(也稱為成形時(shí)間)確定。在相對(duì)較短積分時(shí)間下的良好能量分辨率對(duì)應(yīng)于正確地識(shí)別輻射源的更短時(shí)間。在實(shí)施例中，在662kev、22℃和1微秒積分時(shí)間下測(cè)量時(shí)，閃爍晶體具有小于6.4％、小于6.2％或小于6.0％的能量分辨率。在另一個(gè)實(shí)施例中，在662kev、22℃和在1微秒到4微秒范圍內(nèi)的任何積分時(shí)間下測(cè)量時(shí)，閃爍晶體具有小于6.1％、小于6.0％或小于5.9％的能量分辨率。雖然此時(shí)不知能量分辨率的下限，但是閃爍晶體可具有在1微秒到4微秒范圍內(nèi)的任何積分時(shí)間下的至少0.1％的能量分辨率。作為比較的基礎(chǔ)，nai：tl在1、2和4微秒的積分時(shí)間下具有大于6.2％的能量分辨率。第2族元素特別較適合于實(shí)現(xiàn)良好能量分辨率。ca和sr特別較適合于實(shí)現(xiàn)低能量分辨率。nai：tl，sr可實(shí)現(xiàn)在1微秒積分時(shí)間下5.3％的能量分辨率，并且nai：tl，ca可實(shí)現(xiàn)在1微秒積分時(shí)間下5.4％的能量分辨率。借助進(jìn)一步優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)甚至更低能量分辨率。將這類能量分辨率與nai：tl，eu比較，報(bào)導(dǎo)nai：tl，eu具有在1微秒積分時(shí)間下大于6.4％的能量分辨率并且在4微秒積分時(shí)間下大于6.2％的能量分辨率。在具體實(shí)施例中，在1微秒的積分時(shí)間下，能量分辨率為至少0.1％。第1族元素也可改進(jìn)能量分辨率。雖然不受理論束縛，但是替代na原子的相對(duì)地較大第1族元素的使用可使晶格拉伸并且改進(jìn)電洞遷移率。因此，可使用k、rb和cs。k具有相對(duì)高的放射性同位素濃度，因此rb和cs可為用于共摻雜劑的更好的候選物。關(guān)于閃爍晶體的比例最近得到較大關(guān)注。理想地，光輸出為能量的完美線性函數(shù)。因此，在用于具體閃爍晶體組合物的任何能量下，輻射源的識(shí)別可更容易并且以更高可信度執(zhí)行，因?yàn)楣廨敵雠c能量的曲線為理想地直的線。實(shí)際上，光輸出可偏離完美的線性，并且這類偏離在較低能量下通常較大。確定閃爍晶體的比例的一種方法為測(cè)定在高能量如2615kev下的光輸出。在光輸出與能量的曲線中，直線從對(duì)應(yīng)于0光輸出、0能量的點(diǎn)(0，0)轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)于在2615kev、2615kev下的光輸出的另一個(gè)點(diǎn)(ly2615，2615)。根據(jù)等式，在具體能量(以kev為單位)下相對(duì)光輸出(如歸一化到在2615kev下光輸出)為：其中實(shí)際光輸出是在具體能量下的，并且預(yù)測(cè)光輸出為：其中l(wèi)y2615為在2615kev下的實(shí)際光輸出。平均相對(duì)光輸出可通過以下方式獲得：相對(duì)光輸出對(duì)具體能量范圍積分以獲得積分值，并且積分值除以具體能量范圍。1.00的相對(duì)光輸出對(duì)應(yīng)于完美的比例。隨著偏離增加(高于1.00或低于1.00)，比例較差。舉例來說，0.98的相對(duì)光輸出好于1.05，因?yàn)橄啾扔?.05，1.00更接近于0.98。在實(shí)施例中，在32kev到81kev范圍內(nèi)的能量下，閃爍晶體具有至少1.01、至少1.04或至少1.07的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。在另一個(gè)實(shí)施例中，在32kev到81kev范圍內(nèi)的能量下，閃爍晶體具有不大于1.15、不大于1.13或不大于1.11的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。在具體實(shí)施例中，在32kev到81kev范圍內(nèi)的能量下，閃爍晶體具有在1.01到1.15、1.04到1.13或1.07到1.11范圍內(nèi)的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。作為比較的基礎(chǔ)，在32kev到81kev范圍內(nèi)的能量下，nai：tl具有超過1.15的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。雖然不大，但是在中等能量下可見改進(jìn)。在實(shí)施例中，在122kev到511kev范圍內(nèi)的能量下，閃爍晶體具有至少1.01、至少1.02或至少1.03的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。在另一個(gè)實(shí)施例中，在122kev到511kev范圍內(nèi)的能量下，閃爍晶體具有不大于1.07、不大于1.06或不大于1.05的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。在具體實(shí)施例中，在122kev到511kev范圍內(nèi)的能量下，閃爍晶體具有在1.01到1.07、1.02到1.06或1.03到1.05范圍內(nèi)的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。作為比較的基礎(chǔ)，在122kev到511kev范圍內(nèi)的能量下，nai：tl具有約1.08的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。在實(shí)現(xiàn)比例方面，第2族元素是良好的。對(duì)于相對(duì)低和中等能量范圍，ca和sr特別較適合于實(shí)現(xiàn)更接近1.00的比例。對(duì)于在32kev到81kev范圍內(nèi)的能量，nai：tl，sr可實(shí)現(xiàn)1.09的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出，并且nai：tl，ca可實(shí)現(xiàn)1.15的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。對(duì)于在122kev到511kev范圍內(nèi)的能量，nai：tl，sr可實(shí)現(xiàn)1.04的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出，并且nai：tl，ca可實(shí)現(xiàn)如歸一化到1.06的在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。相比于無共摻雜劑的組合物，在具有共摻雜劑的情況下閃爍脈沖衰減時(shí)間可減少。在實(shí)施例中，在閃爍晶體和nai：tl晶體在22℃下測(cè)量并且暴露于具有662kev能量的γ輻射時(shí)，具有共摻雜劑的閃爍晶體具有比脈沖衰減時(shí)間nai：tl晶體小至少5％、至少11％或至少20％的脈沖衰減時(shí)間。在另一個(gè)實(shí)施例中，在閃爍晶體和nai：tl晶體在22℃下測(cè)量并且暴露于具有662kev能量的γ輻射時(shí)，具有共摻雜劑的閃爍晶體具有比nai：tl晶體的脈沖衰減時(shí)間小不大于80％、不大于65％或不大于50％的脈沖衰減時(shí)間。在具體實(shí)施例中，在閃爍晶體和nai：tl晶體在22℃下測(cè)量并且暴露于具有662kev能量的γ輻射時(shí)，具有共摻雜劑的閃爍晶體具有比nai：tl晶體的脈沖衰減小在5％到80％、11％到65％或20％到50％范圍內(nèi)的脈沖衰減時(shí)間。關(guān)于實(shí)際時(shí)間，nai：tl晶體可具有約230ns的脈沖衰減時(shí)間，并且nai：tl，sr晶體可具有低至160ns的脈沖衰減時(shí)間。類似改進(jìn)可在nai：tl，ca情況下出現(xiàn)?？墒褂冒╞ridgman、czochralski、kyropoulos、邊緣限定膜進(jìn)料生長(zhǎng)(edge-definedfilm-fedgrowth，efg)、stepanov等的多種晶體生長(zhǎng)技術(shù)中的任一種形成閃爍晶體。起始材料包括鹵化鈉和摻雜劑的鹵化物。在實(shí)施例中，起始材料可包括nai和tli，并且根據(jù)共摻雜劑，起始材料可包括cai2、sri2、lai3、yi3、sci3、lui3、rbi、csi等中的任何一種或多種。如果待添加相對(duì)少量的溴，那么摻雜劑中的任一種(tl或共摻雜劑中的任一種)可為對(duì)應(yīng)溴化物。如果需要更多溴，那么nabr可取代一些nai。在確定閃爍晶體的期望組成之后，熟練技術(shù)人員將能夠使用摻雜劑相對(duì)于基礎(chǔ)材料(例如，nai)的偏析系數(shù)以確定在熔融物中使用的起始材料的量。晶體生長(zhǎng)條件可與用于形成nai：tl的相同或可具有相對(duì)少改變以優(yōu)化晶體形成過程。如先前描述的閃爍晶體中的任一種可用于多種應(yīng)用中。示例性應(yīng)用包括γ射線光譜分析、同位素鑒別、單正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)(spect)或正電子發(fā)射斷層攝影術(shù)(pet)分析、x射線成像、油井測(cè)井檢測(cè)器和檢測(cè)放射性的存在。閃爍晶體可用于其它應(yīng)用，并且因此，列舉僅是示例性的而非限制性的。下文描述幾個(gè)特定應(yīng)用。圖1示出輻射檢測(cè)設(shè)備100的實(shí)施例，所述設(shè)備可用于γ射線分析，如單正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)(spect)或正電子發(fā)射斷層攝影術(shù)(pet)分析。在所示的實(shí)施例中，輻射檢測(cè)設(shè)備100包括光傳感器101、光接口103和閃爍裝置105。雖然示出光傳感器101、光接口103和閃爍裝置105彼此分開，但是熟練技術(shù)人員將了解光傳感器101和閃爍裝置105可耦接到光接口103，其中光接口103設(shè)置在光傳感器101和閃爍裝置105之間。閃爍裝置105和光傳感器101可用其它已知耦接方法光學(xué)耦接到光接口103，如使用光學(xué)凝膠或粘結(jié)劑或直接通過光學(xué)耦接元件的分子結(jié)合力。光傳感器101可為光電倍增管(pmt)、半導(dǎo)體類光電倍增管或混合光傳感器。光傳感器101可經(jīng)由輸入窗口116接收由閃爍裝置105發(fā)射的光子，并且基于其接收的光子的數(shù)量產(chǎn)生電脈沖。光傳感器101電耦接到電子模塊130。電脈沖可通過電子模塊130成形、數(shù)字化、分析或其任何組合以提供在光傳感器101處所接收的光子的計(jì)數(shù)或其它信息。電子模塊130可包括放大器、預(yù)放大器、鑒別器、模/數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換器、光子計(jì)數(shù)器、脈沖形狀分析器或鑒別器、另一個(gè)電子組件或其任何組合。光傳感器101可容納在由能夠保護(hù)光傳感器101、電子模塊130或其組合的材料(如金屬、金屬合金、其它材料或其任何組合)制成的管件或外殼內(nèi)。閃爍裝置105包括閃爍晶體107，可為由通式nax：tl，me表示的先前所描述閃爍晶體中的任一種，其中x表示鹵素并且me表示第1族元素、第2族元素、稀土元素或其任何組合。閃爍晶體107基本上被反射器109包圍。在一個(gè)實(shí)施例中，反射器109可包括聚四氟乙烯(ptfe)、適于反射由閃爍晶體107發(fā)射的光的另一種材料或其組合。在說明性實(shí)施例中，反射器109可基本上被減震構(gòu)件111包圍。閃爍晶體107、反射器109和減震構(gòu)件111可容納在殼體113內(nèi)。閃爍裝置105包括適于減少在閃爍晶體107和輻射檢測(cè)設(shè)備100的其它元件(如光接口103、殼體113、減震構(gòu)件111、反射器109或其任何組合)之間的相對(duì)移動(dòng)的至少一種穩(wěn)定機(jī)構(gòu)。穩(wěn)定機(jī)構(gòu)可包括彈簧119、彈性體、另一種合適穩(wěn)定機(jī)構(gòu)或其組合。穩(wěn)定機(jī)構(gòu)可適于將橫向力、水平力或其組合施加到閃爍晶體107以使其位置相對(duì)于輻射檢測(cè)設(shè)備100的一個(gè)或多個(gè)其它元件穩(wěn)定。如圖所示，光接口103適于耦接在光傳感器101和閃爍裝置105之間。光接口103也適于促進(jìn)在光傳感器101和閃爍裝置105之間的光學(xué)耦接。光接口103可包括聚合物如硅氧烷橡膠，其經(jīng)偏振以調(diào)整閃爍晶體107和輸入窗口116的反射指數(shù)。在其它實(shí)施例中，光接口103可包括包括聚合物的凝膠或膠體和附加元件。閃爍晶體可用于測(cè)井應(yīng)用中。圖2包括鉆探設(shè)備10的繪圖，包括連接到鉆柱14的上端的上驅(qū)動(dòng)裝置12，所述鉆柱14由牽拉工件17懸置在井孔16內(nèi)。包括管道滑套的轉(zhuǎn)臺(tái)18可用于與上驅(qū)動(dòng)裝置12連接或代替上驅(qū)動(dòng)裝置12維持適當(dāng)鉆柱取向。井下遙測(cè)測(cè)量和傳動(dòng)設(shè)備20(通常被稱為隨鉆測(cè)量(mwd)裝置)為連接到鉆柱14的下端的井下工具的一部分。mwd裝置通過泥漿脈沖或電磁傳輸來將鉆探相關(guān)聯(lián)的參數(shù)傳輸?shù)降乇?。這些信號(hào)在地表處通過數(shù)據(jù)接收裝置22來接收。井下工具包括彎曲段23、井下馬達(dá)24和鉆頭26。彎曲段23鄰近于mwd裝置，用于幫助鉆探傾斜的井孔。井下馬達(dá)24，如正排量馬達(dá)(pdm)或井下渦輪機(jī)，推動(dòng)鉆頭26并且處于井下工具的遠(yuǎn)端。由數(shù)據(jù)接收裝置22接收的井下信號(hào)提供到計(jì)算機(jī)28、輸出裝置30或這兩者。計(jì)算機(jī)28可定位于井場(chǎng)處或遠(yuǎn)程地鏈接到井場(chǎng)。分析器設(shè)備可為計(jì)算機(jī)28的一部分或可位于接近mwd裝置20的井下工具內(nèi)。計(jì)算機(jī)28和分析器裝置可包括可接收來自用戶的輸入的處理器。信號(hào)也發(fā)送到輸出裝置30，其可為顯示器裝置、硬拷貝日志打印裝置、計(jì)量器、視聽警報(bào)或其任何組合。計(jì)算機(jī)28以操作方式連接到牽拉工件17的控制件并且連接到與上驅(qū)動(dòng)裝置12和轉(zhuǎn)臺(tái)18關(guān)聯(lián)的控制電子元件32以控制鉆柱和鉆頭的轉(zhuǎn)動(dòng)。計(jì)算機(jī)28還可耦接到與鉆探設(shè)備的泥漿泵關(guān)聯(lián)的控制機(jī)構(gòu)以控制鉆頭的轉(zhuǎn)動(dòng)?？刂齐娮釉?2還可接收手動(dòng)輸入，如鉆機(jī)操作員。圖3示出在井下工具16內(nèi)的mwd裝置20的一部分的繪圖。mwd裝置20包括外殼202、溫度傳感器204、閃爍晶體222、光接口232、光傳感器242和分析器裝置262。外殼202可包括能夠保護(hù)閃爍晶體222、光傳感器242、分析器裝置262或其組合的材料，如金屬、金屬合金、其它材料或其任何組合。溫度傳感器204定位成鄰近閃爍晶體222、光傳感器242或這兩者。溫度傳感器204可包括能夠確定外殼內(nèi)溫度超過mwd裝置20正常運(yùn)行溫度的熱電偶、熱敏電阻或另一個(gè)合適裝置。輻射檢測(cè)設(shè)備包括光學(xué)耦接到光傳感器242的閃爍晶體222，所述光傳感器242耦接到分析器裝置262。閃爍晶體222具有較適合于高溫應(yīng)用的組成，如大于120℃、至少130℃、至少140℃、至少150℃和更高。在實(shí)施例中，閃爍晶體222可為由通式nax：tl，me表示的先前描述的閃爍晶體中的任一種，其中x表示鹵素并且me表示第1族元素、第2族元素、稀土元素或其任何組合。在另一個(gè)實(shí)施例中，具有如本文所描述的閃爍晶體的輻射檢測(cè)設(shè)備可被配置成用于另一種應(yīng)用。在具體實(shí)施例中，輻射檢測(cè)設(shè)備可被配置成用于在瞬發(fā)γ中子活化分析中使用。減少的脈沖衰減時(shí)間可允許輻射檢測(cè)設(shè)備的更簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。具體來說，無共摻雜劑的閃爍劑晶體可需要經(jīng)加熱(超過室溫)以實(shí)現(xiàn)期望脈沖衰減時(shí)間。加熱器可使輻射檢測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)復(fù)雜化并且可導(dǎo)致非所期望的噪音。借助共摻雜，脈沖衰減時(shí)間在室溫(例如22℃)下可足夠快速，因此，避免對(duì)于加熱器的需要并且簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。在另一個(gè)實(shí)施例中，來自閃爍事件的實(shí)際光輸出可調(diào)節(jié)以改進(jìn)能量分辨率。在閃爍晶體內(nèi)的摻雜劑的濃度可在整個(gè)晶體中變化，并且摻雜劑的濃度可影響閃爍晶體的衰減時(shí)間和光輸出。因此，衰減時(shí)間和光輸出可取決于在閃爍晶體內(nèi)捕獲γ射線能量的位置。因?yàn)楣廨敵鲇糜诖_定相互作用的γ射線的能量，在能量測(cè)量中可存在變化。換句話說，能量分辨率將差。在另一個(gè)實(shí)施例中，實(shí)際光輸出可基于脈沖衰減時(shí)間針對(duì)在光輸出中的變化而調(diào)節(jié)。下文所描述的方法特別適用于衰減時(shí)間取決于共摻雜劑濃度的共摻雜劑如ca、sr、ba、la或任何其它共摻雜劑。在調(diào)節(jié)之前，產(chǎn)生使脈沖衰減時(shí)間與光輸出相關(guān)聯(lián)的等式。在檢測(cè)以662kev能量發(fā)射γ射線的具體γ射線源例如137cs的輻射時(shí)，可針對(duì)在閃爍晶體內(nèi)共摻雜劑的不同摻雜劑濃度收集數(shù)據(jù)。衰減時(shí)間與光輸出的曲線提供在閃爍光輸出和衰減時(shí)間之間的線性關(guān)系。脈沖衰減時(shí)間為在各個(gè)脈沖中的峰值光子通量的時(shí)刻和在光子通量下降到峰值光子通量的因數(shù)1/e(36.8％)時(shí)的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔。因此，對(duì)應(yīng)于曲線的數(shù)據(jù)的最小平方擬合可產(chǎn)生以下等式1。lyest＝m*dt+b，(等式1)其中：lyest為估算的光輸出，dt為脈沖衰減時(shí)間，m為線的斜率，并且b為線的y軸截距。作為非限制性實(shí)例，圖7包括共摻雜有ca的nai：tl晶體的閃爍光輸出與脈沖衰減時(shí)間的曲線(三角形標(biāo)志)。在圖7中的數(shù)據(jù)由其中在nai：tl晶體中ca的濃度在各個(gè)樣本中不同的樣本產(chǎn)生。曲線的縱坐標(biāo)為閃爍光輸出，以光子/γ射線能量mev為單位。橫坐標(biāo)為閃爍脈沖衰減時(shí)間，以納秒為單位。參考圖7，直線為數(shù)據(jù)的最小平方擬合，并且對(duì)于此線的等式為lyest＝206.28*dt-8360.3，(等式2)其中：lyest為以光子/mev為單位的估算的光輸出，并且dt為以納秒為單位的脈沖衰減時(shí)間。如果需要或期望，對(duì)于不同共摻雜劑、不同輻射源或這兩者可產(chǎn)生不同等式。等式與等式1具有相同格式并且對(duì)于不同共摻雜劑、輻射源或這兩者對(duì)于m和b可具有不同值。在已經(jīng)產(chǎn)生用于等式1的m和b的值之后，可確定針對(duì)后續(xù)閃爍事件的脈沖衰減時(shí)間和光輸出的實(shí)際測(cè)量。脈沖衰減時(shí)間可用于根據(jù)等式1確定估算的光輸出。實(shí)際測(cè)量的光輸出可使用以下等式3通過用于無共摻雜劑的相同組成的閃爍劑(其為nax：tl)的光輸出的比率來調(diào)節(jié)。lyadj＝lyact*lystd/lyest，(等式3)其中：lyadj為調(diào)節(jié)的光輸出，lyact為如所測(cè)量的光輸出，lystd為無共摻雜劑的閃爍晶體(例如nai：tl)的光輸出，并且lyest為基于測(cè)量的脈沖衰減時(shí)間計(jì)算的所估計(jì)光輸出。lystd可具有先前已知的值或可使用用于無共摻雜劑的閃爍晶體的脈沖衰減時(shí)間來計(jì)算。對(duì)于nai：tl，脈沖衰減時(shí)間可為230ns，并且等式2可用于確定lystd。調(diào)節(jié)允許每個(gè)單獨(dú)脈沖的光輸出通過補(bǔ)償因素按比例調(diào)整以減少在相同晶體內(nèi)或具有不同共摻雜劑含量的不同晶體之間的所測(cè)量光輸出的變化。此過程可改進(jìn)晶體的能量分辨率。因此，相比于使用無調(diào)節(jié)的實(shí)際測(cè)量，可更快速地和精確識(shí)別輻射源。許多不同方面和實(shí)施方案是可能的。本文描述那些方面和實(shí)施例中的一些。閱讀本說明書以后，熟練技術(shù)人員將了解，那些方面和實(shí)施例僅僅是說明性的，并且不限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例可根據(jù)如下所列實(shí)施例中的任何一個(gè)或多個(gè)。實(shí)施例1.一種閃爍晶體，其包含nax：tl，me，其中：x表示鹵素；me表示第1族元素、第2元素族、稀土元素或其任何組合；tl和me中的每一種具有至少1×10-5mol％的摻雜劑濃度；并且所述閃爍晶體具有包括以下的性質(zhì)：對(duì)于在300nm到700nm范圍內(nèi)的輻射，在不大于430nm波長(zhǎng)下的發(fā)射最大值；在662kev、22℃和1微秒積分時(shí)間下測(cè)量時(shí)，小于6.4％的能量分辨率；或小于具有nax：tl組成的另一種閃爍晶體的脈沖衰減時(shí)間。實(shí)施例2.根據(jù)實(shí)施例1所述的閃爍晶體，其中me為稀土元素。實(shí)施例3.根據(jù)實(shí)施例2所述的閃爍晶體，其中me為la、sc、y、lu、yb或其任何組合。實(shí)施例4.根據(jù)實(shí)施例2或?qū)嵤├?所述的閃爍晶體，其中me具有至少5×10-4mol％或至少8×10-4mol％的摻雜劑濃度。實(shí)施例5.根據(jù)實(shí)施例2到實(shí)施例4中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中me具有不大于0.9mol％、0.05mol％或5×10-3mol％的摻雜劑濃度。實(shí)施例6.根據(jù)實(shí)施例1所述的閃爍晶體，其中me為第1族元素。實(shí)施例7.根據(jù)實(shí)施例1所述的閃爍晶體，其中me為第2族摻雜劑。實(shí)施例8.根據(jù)實(shí)施例7所述的閃爍晶體，其中me為ca、sr或其任何組合。實(shí)施例9.一種閃爍晶體，其包含nax：tl，sr，其中：x表示鹵素；并且tl和sr中的每一種具有至少1×10-5mol％的濃度。實(shí)施例10.根據(jù)實(shí)施例9所述的閃爍晶體，其中在22℃下測(cè)量所述閃爍晶體和所述nai：tl晶體時(shí)，相比于nai：tl晶體，所述閃爍晶體具有更大光輸出。實(shí)施例11.一種閃爍晶體，其包含nax：tl，ca，其中：x表示鹵素；tl和ca中的每一種具有至少1×10-5mol％的濃度；并且在22℃下測(cè)量所述閃爍晶體和所述nai：tl晶體時(shí)，相比于nai：tl晶體，所述閃爍晶體具有更大光輸出、更短脈沖衰減時(shí)間或這兩者。實(shí)施例12.一種閃爍晶體，其包含nax：tl，me2+和re，其中：x表示鹵素；me2+表示二價(jià)金屬元素；re表示稀土元素；并且tl和sr中的每一種具有至少1×10-5mol％的濃度。實(shí)施例13.根據(jù)實(shí)施例12所述的閃爍晶體，其中me2+為ca、sr或其任何組合；并且re為la、sc、y、l、yb或其任何組合。實(shí)施例14.一種閃爍晶體，其包含nax：tl，me，其中：x表示鹵素；me表示第1族元素并且具有在1×10-5mol％到9mol％范圍內(nèi)的濃度。實(shí)施例15.根據(jù)實(shí)施例6或?qū)嵤├?4所述的閃爍晶體，其中me為rb、cs或其任何組合。實(shí)施例16.根據(jù)實(shí)施例6到實(shí)施例15中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中所述第1族元素、所述第2族元素、sr、ca、me2+或re具有至少1×10-4mol％、至少1×10-3mol％或至少0.01mol％的濃度。實(shí)施例17.根據(jù)實(shí)施例6到實(shí)施例16中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中所述第1族元素、所述第2族元素、sr、ca、me2+或re具有不大于5mol％、不大于0.9mol％或不大于0.2mol％的濃度。實(shí)施例18.根據(jù)實(shí)施例6到實(shí)施例17中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中所述第1族元素、所述第2族元素、sr、ca、me2+或re具有在1×10-4mol％到5mol％、1×10-3mol％到0.9mol％或0.01mol％到0.2mol％范圍內(nèi)的濃度。實(shí)施例19.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中tl具有至少1×10-4mol％、至少1×10-3mol％或至少0.01mol％的濃度。實(shí)施例20.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中tl具有不大于5mol％、不大于0.9mol％或不大于0.2mol％的濃度。實(shí)施例21.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中tl具有在1×10-4mol％到5mol％、1×10-3mol％到0.9mol％或0.01mol％到0.2mol％范圍內(nèi)的濃度。實(shí)施例22.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中x為i。實(shí)施例23.根據(jù)實(shí)施例1到實(shí)施例21中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中x為i和br的組合。實(shí)施例24.根據(jù)實(shí)施例23中所述的閃爍晶體，其中x包括至少50mol％、至少70mol％或至少91mol％的i。實(shí)施例25.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中在所述閃爍晶體暴露于具有60kev能量的γ輻射時(shí)，對(duì)于在300nm到700nm范圍內(nèi)的輻射，所述閃爍晶體具有在至少400nm、至少405nm或至少410nm波長(zhǎng)下的發(fā)射最大值。實(shí)施例26.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中在所述閃爍晶體暴露于具有60kev能量的γ輻射時(shí)，對(duì)于在300nm到700nm范圍內(nèi)的輻射，所述閃爍晶體具有在不大于430nm、不大于425nm或不大于420nm波長(zhǎng)下的發(fā)射最大值。實(shí)施例27.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中在所述閃爍晶體暴露于具有60kev能量的γ輻射時(shí)，對(duì)于在300nm到700nm范圍內(nèi)的輻射，所述閃爍晶體具有在400nm到430nm、405nm到425nm或410nm到420nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)下的發(fā)射最大值。實(shí)施例28.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中在662kev、22℃和1微秒積分時(shí)間下測(cè)量時(shí)，所述閃爍晶體具有小于6.4％、小于6.2％、小于6.0％或小于5.5％的能量分辨率。實(shí)施例29.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中在662kev、22℃和在1微秒到4微秒范圍內(nèi)的任何積分時(shí)間下測(cè)量時(shí)，所述閃爍晶體具有小于6.1％、小于6.0％或小于5.9％的能量分辨率。實(shí)施例30.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中在32kev到81kev范圍內(nèi)的能量下，所述閃爍晶體具有至少1.01、至少1.04或至少1.07的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。實(shí)施例31.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中在32kev到81kev范圍內(nèi)的能量下，所述閃爍晶體具有不大于1.15、不大于1.13或不大于1.11的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。實(shí)施例32.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中在32kev到81kev范圍內(nèi)的能量下，所述閃爍晶體具有在1.01到1.15、1.04到1.13或1.07到1.11范圍內(nèi)的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。實(shí)施例33.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中在122kev到511kev范圍內(nèi)的能量下，所述閃爍晶體具有至少1.01、至少1.02或至少1.03的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。實(shí)施例34.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中在122kev到511kev范圍內(nèi)的能量下，所述閃爍晶體具有不大于1.07、不大于1.06或不大于1.05的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。實(shí)施例35.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中在122kev到511kev范圍內(nèi)的能量下，所述閃爍晶體具有在1.01到1.07、1.02到1.06或1.03到1.05范圍內(nèi)的如歸一化到在2615kev下的光輸出的平均相對(duì)光輸出。實(shí)施例36.根據(jù)實(shí)施例30到實(shí)施例35中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中如歸一化到在2615kev下的所述光輸出的在具體能量(以kev為單位)下所述相對(duì)光輸出為：其中所述實(shí)際光輸出是在所述具體能量下的，并且所述預(yù)測(cè)光輸出為：其中l(wèi)y2615為在2615kev下的實(shí)際光輸出。實(shí)施例37.根據(jù)實(shí)施例30到實(shí)施例36中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中所述平均相對(duì)光輸出為所述相對(duì)光輸出對(duì)具體能量范圍的積分除以所述具體能量范圍。實(shí)施例38.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中在所述閃爍晶體和所述nai：tl晶體在22℃測(cè)量并且暴露于具有662kev能量的γ輻射下時(shí)，所述閃爍晶體具有比脈沖衰減時(shí)間nai：tl晶體小至少5％、至少11％或至少20％的脈沖衰減時(shí)間。實(shí)施例39.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中在所述閃爍晶體和所述nai：tl晶體在22℃下測(cè)量并且暴露于具有662kev能量的γ輻射時(shí)，所述閃爍晶體具有比nai：tl晶體的脈沖衰減時(shí)間小不大于80％、不大于65％或不大于50％的脈沖衰減時(shí)間。實(shí)施例40.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中在所述閃爍晶體和所述nai：tl晶體在22℃下測(cè)量并且暴露于具有662kev能量的γ輻射時(shí)，所述閃爍晶體具有比nai：tl晶體的脈沖衰減小在5％到80％、11％到65％或20％到50％范圍內(nèi)的脈沖衰減時(shí)間。實(shí)施例41.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體，其中所述閃爍晶體為單晶。實(shí)施例42.一種輻射檢測(cè)設(shè)備，其包含：根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體；和光學(xué)耦接到所述閃爍晶體的光傳感器。實(shí)施例43.根據(jù)實(shí)施例42所述的輻射檢測(cè)設(shè)備，其進(jìn)一步包含設(shè)置在所述閃爍晶體和所述光傳感器之間的窗口。實(shí)施例44.根據(jù)實(shí)施例42或?qū)嵤├?3所述的輻射檢測(cè)設(shè)備，其進(jìn)一步包含附接到最接近于所述光傳感器的所述閃爍晶體的表面的透明粘合劑。實(shí)施例45.根據(jù)實(shí)施例42到實(shí)施例44中任一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)設(shè)備，其中所述輻射檢測(cè)設(shè)備被配置成執(zhí)行瞬發(fā)γ中子活化分析。實(shí)施例46.一種方法，其包含：提供根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的閃爍晶體；捕獲在所述閃爍晶體內(nèi)的輻射；確定所述捕獲的輻射的脈沖衰減時(shí)間和實(shí)際光輸出；確定對(duì)應(yīng)于所述脈沖衰減時(shí)間的估算的光輸出；并且計(jì)算調(diào)節(jié)的光輸出，所述調(diào)節(jié)的光輸出為所述實(shí)際光輸出與nax：tl的所述光輸出除以所述估算的光輸出相乘的乘積。實(shí)例將在實(shí)例中進(jìn)一步描述本文所述的概念，這些實(shí)例不限制在權(quán)利要求中所描述的本發(fā)明的范圍。實(shí)例展示不同組成的閃爍晶體的性能。為方便起見，公開于此實(shí)例章節(jié)中的數(shù)值可從多個(gè)讀數(shù)取平均、近似或四舍五入。使用垂直bridgman晶體生長(zhǎng)技術(shù)形成樣本。形成閃爍晶體以比較共摻雜樣本與nai：tl標(biāo)準(zhǔn)品的光輸出(ph)和能量分辨率(phr)。閃爍晶體的組成在表1中列出。在室溫(約22℃)下通過將閃爍晶體暴露于137cs并且使用光電倍增管和多通道分析器來獲得波譜而執(zhí)行測(cè)試。表1-標(biāo)準(zhǔn)品、sr和la組合物樣本tli(mol％)sri2(mol％)lai3(mol％)nai：tl(標(biāo)準(zhǔn)品)0.1000--nai：tl，sr0.050.11-nai：tl，la0.0880-8.6×10-5圖4和圖5包括將nai：tl標(biāo)準(zhǔn)品與sr共摻雜樣本和la共摻雜樣本進(jìn)行比較的波譜。用1微秒積分時(shí)間執(zhí)行能量分辨率。如在圖4中可看出，相比于nai：tl標(biāo)準(zhǔn)品(其為約6.5％)，sr共摻雜樣本具有約5.3％的顯著較好的能量分辨率。la共摻雜樣本具有為nai：tl標(biāo)準(zhǔn)品的光輸出的約109％的光輸出(即，9％以上的光輸出)。ca共摻雜樣本也與nai：tl標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行比較。表2包括晶體組合物。ca#1樣本、ca#2樣本和ca#3樣本分別對(duì)應(yīng)于接近c(diǎn)a共摻雜晶體的頂部、中部和底部的位置。在室溫(約22℃)下通過將閃爍晶體暴露于137cs并且使用光電倍增管和多通道分析器來獲得波譜而執(zhí)行測(cè)試。表2-標(biāo)準(zhǔn)品和ca組合物樣本tli(mol％)cai2(mol％)nai：tl(標(biāo)準(zhǔn)品)0.100-nai：tl，ca#10.060.09nai：tl，ca#20.030.21nai：tl，ca#30.070.47表3包括在使用1微秒、2微秒和4微秒的積分時(shí)間時(shí)樣本的光輸出(ph)和能量分辨率(phr)。對(duì)于ph，ca共摻雜樣本的光輸出與nai：tl標(biāo)準(zhǔn)品的光輸出進(jìn)行比較。表3-ca共摻雜樣本的ph和phr樣本ph(％)phr(％)nai：tl1006.4％nai：tl，ca#1785.9％nai：tl，ca#2835.4％nai：tl，ca#3885.6％在ca共摻雜樣本的情況下最佳脈沖高度分辨率為5.4％?？蓤?zhí)行進(jìn)一步工作以確定ca濃度、ca相對(duì)于tl的相對(duì)濃度或這兩者對(duì)能量分辨率是否具有顯著影響。舉例來說，在0.09mol％到0.47mol％下的ca濃度或1.5到7.0的ca：tl比率可為ca共摻雜樣本提供更好的能量分辨率，如相比于超出所述范圍中的任一個(gè)或兩個(gè)的另一種ca共摻雜樣本。進(jìn)一步研究可有助于提供關(guān)于濃度對(duì)能量分辨率影響的更好理解。通過比較sr共摻雜樣本和ca共摻雜樣本與nai：tl標(biāo)準(zhǔn)品來測(cè)試比例。表4包括晶體組合物。sr#1樣本、sr#2樣本和sr#3樣本分別對(duì)應(yīng)于接近sr共摻雜晶體的頂部、中部和底部的位置。表4-標(biāo)準(zhǔn)品、sr和ca組合物樣本tli(mol％)sri2(mol％)cai2(mol％)nai：tl(標(biāo)準(zhǔn)品)0.100--nai：tl，sr#10.050.11-nai：tl.sr#20.0290.135-nai：tl，sr#30.0300.137-nai：tl，ca0.053-0.020對(duì)于樣本中的每一個(gè)，通過將樣本暴露于發(fā)射不同能量的輻射源來在多種不同能量下收集光輸出數(shù)據(jù)。每個(gè)樣本如歸一化到對(duì)于相同樣本的在2615kev下的光輸出。在具體能量(以kev為單位)下相對(duì)光輸出(如歸一化到在2615kev下的光輸出)為：其中實(shí)際光輸出是在具體能量下的，并且預(yù)測(cè)光輸出為：其中l(wèi)y2615為在2615kev下的實(shí)際光輸出。理想地，曲線應(yīng)當(dāng)具有在1.00下的所有點(diǎn)。平均相對(duì)光輸出通過以下方式獲得：相對(duì)光輸出對(duì)具體能量范圍積分以獲得積分值，并且積分值除以具體能量范圍。圖6包括相對(duì)光輸出作為對(duì)于樣本的能量函數(shù)的曲線。如在圖6中可看出，隨著能量降低，比例變較差。相比于ca共摻雜和標(biāo)準(zhǔn)品樣本，sr共摻雜樣本具有最佳比例。在低能量下，改進(jìn)極顯而易見。在32kev到81kev范圍內(nèi)的能量下，sr共摻雜樣本的平均光輸出為約1.09。對(duì)于相同能量范圍，ca摻雜樣本(約1.15)示出優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)樣品(約1.16)的改進(jìn)。在中等能量下仍可見改進(jìn)。對(duì)于在122kev到511kev范圍內(nèi)的能量，sr共摻雜樣本具有約1.04的相對(duì)光輸出，ca共摻雜樣本具有約1.06的相對(duì)光輸出，標(biāo)準(zhǔn)品樣本具有約1.07的相對(duì)光輸出。在具有或無共摻雜的情況下，單晶來自包括相對(duì)于nai處于0.1原子％的nai，tl熔融物。在共摻雜時(shí)，ca2+以0.1原子％、0.3原子％和0.6原子％存在，并且sr2+以0.05原子％、0.1原子％、0.2原子％和0.4原子％存在。由熔融物形成的晶體具有在以下表5中所列的組成。表5-晶體組合物共摻雜a[tl+]b[sr2+]b或[ca2+]b僅tl+0.08±0.03％00.05％sr2+0.08±0.05％0.05±0.02％0.1％sr2+0.05±0.02％0.11±0.01％0.2％sr2+0.06±0.04％0.18±0.01％0.4％sr2+0.09±0.06％0.52±0.08％0.1％ca2+0.06±0.03％0.09±0.03％0.3％ca2+0.03±0.01％0.21±0.03％0.6％ca2+0.07±0.02％0.47±0.02％a相對(duì)于na+在熔融物中的原子％。b用電感耦接等離子體在生長(zhǎng)晶體中測(cè)量的-光學(xué)發(fā)射光譜分析(icp-oes)；以原子％為單位。測(cè)試晶體的衰減時(shí)間，其通過用指數(shù)衰減函數(shù)擬合對(duì)應(yīng)于662kev光峰的平均跡線來確定。對(duì)于每次測(cè)量，平均化三十個(gè)跡線。用雙指數(shù)衰減函數(shù)擬合閃爍脈沖?？焖俸途徛p時(shí)間的匯總在表6中列出。表6-晶體的衰減組分共摻雜τ初級(jí)(ns)τ次級(jí)(ns)僅tl+220±10a(96％)b1500±200(4％)0.05％sr2+201±21(94％)860±240(6％)0.1％sr2+172±10(92％)860±160(8％)0.2％sr2+195±16(96％)690±90(4％)0.4％sr2+195±7(96％)1000±300(4％)0.1％ca2+199±10(95％)1030±150(5％)0.3％ca2+173±12(94％)830±230(6％)0.6％ca2+186±11(94％)870±110(6％)a不確定性為來自相同晶體鑄錠的樣本測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差。b在括弧中的值為特定衰減組分中總閃爍光的百分比。不確定性為1％到2％。平均起來，具有0.1％sr2+和0.3％ca2+的共摻雜晶體示出在其對(duì)等物當(dāng)中的最短衰減。兩者均示出約170ns的格外快速初級(jí)衰減時(shí)間，其比標(biāo)準(zhǔn)品nai：tl+初級(jí)衰減時(shí)間快20％。記錄的最快衰減為來自0.3％ca2+共摻雜晶體的樣本。樣本示出155ns(92％)+530ns(8％)的衰減時(shí)間。應(yīng)注意，并非在上文一般描述或?qū)嵗兴枋龅乃谢顒?dòng)都是需要的，一部分具體活動(dòng)可為不需要的，并且可執(zhí)行除所述活動(dòng)之外的一種或多種其它活動(dòng)。再進(jìn)一步，所述活動(dòng)列出的次序未必是其執(zhí)行的次序。為了清楚起見，在本文中在單獨(dú)實(shí)施例的情況下所描述的某些特征也可以組合的形式提供于單個(gè)實(shí)施例中。相反，為了簡(jiǎn)潔起見，在單個(gè)實(shí)施例的情況下所描述的各種特征也可以單獨(dú)地或以任何子組合形式提供。另外，提及在范圍中所陳述的值包括所述范圍內(nèi)的每一個(gè)值。上文關(guān)于特定實(shí)施例描述了益處、其它優(yōu)勢(shì)和問題的解決方案。然而，這些益處、優(yōu)勢(shì)、問題的解決方案以及可使任何益處、優(yōu)勢(shì)或解決方案發(fā)生或變得更顯著的(一個(gè)或多個(gè))任何特征不應(yīng)被理解為任何或所有權(quán)利要求的重要、必要或基本的特征。本文所描述的實(shí)施例的說明和圖示旨在提供對(duì)不同實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的一般理解。所述說明和圖示并不旨在充當(dāng)使用本文所描述的結(jié)構(gòu)或方法的設(shè)備和系統(tǒng)的所有元件和特征的詳盡并且全面的描述。在單個(gè)實(shí)施例中也可以組合形式提供單獨(dú)的實(shí)施例，并且反之，為了簡(jiǎn)潔起見，在單個(gè)實(shí)施例的情況下所描述的各種特征也可單獨(dú)地或以任何次組合形式提供。另外，提及在范圍中所陳述的值包括所述范圍內(nèi)的每一個(gè)值。僅在閱讀本說明書之后，熟練技術(shù)人員就可清楚許多其它實(shí)施例。可使用其它實(shí)施例并且所述實(shí)施例可從本公開導(dǎo)出，使得在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)替代、邏輯替代或另一變化。因此，本公開應(yīng)被視為說明性的而非限制性的。當(dāng)前第1頁12