闪烁检测器的制造方法_3

文档序号:9568424阅读:来源:国知局
检测器例如包括闪烁晶体、反射器、减震构件、界面垫、套筒、弹簧、壳体和本文中所述的其它部件。图4是闪烁检测器400的照片,其中上述闪烁器和所有部件已组装在壳体402内。在该实施例中,氧清除材料可以在壳体404的后部、在波形弹簧偏压构件406的环内被加入。在组装部件并且加入氧吸收剂之后,可以永久地密封检测器。根据一个实施例,密封过程包括焊接或铜焊操作,其将后帽密封到壳体的后端上并且在适当位置焊接,因此提供防止02和/或H20蒸气泄漏到壳体中的气密密封。
[0044]如上述的Menge所教导的,惰性气氛内的02和Η 20的量理想地为02在0.01到lOppm的范围内并且H20在0.01到15ppm的范围内。然而申请人已发现尽管具有这些低水平,在高温下操作的闪烁检测器的过早失效仍然由02和/或!120存在于闪烁器壳体内而导致。
[0045]如上所述,这样的失效的原因是双重的。首先,很难保证闪烁器壳体内的气氛实际上具有如Menge所指定的范围那么低的02和Η 20水平。申请人相信在许多情况下02和/或Η20气氛通过惰性气体中的污染、渗透到闪烁检测器组装在其中的工作箱中或通过在壳体被密封并且从惰性气氛去除之后泄漏到闪烁器壳体中而渗透壳体中的气氛。
[0046]此外,申请人发现即使那些很少量的02和Η 20仍然足够高从而当在高温下操作时导致闪烁检测器的过早失效。如下面更详细地所述,申请人相信小于0.0lppm的02和/或H20水平是理想的,优选的是大约3ppb乃至更小的水平。
[0047]根据本文中的实施例,发现完成的闪烁检测器具有显著的性能属性。发现使用稀土卤化物晶体和闪烁器壳体内的氧吸收剂的实施例具有超常的性能,即使在长时间暴露于高温之后。
[0048]图5是显示在175°C下随着小时变化的三个闪烁检测器的归一化光输出的绘图。绘图502和504表示在包含l.0atm的压力(大约1x10 7atm的氧的分压)下的100到200ppb的氧和1.0atm的压力下的氩体积中的小于lppm的H20的密封惰性气氛中组装的闪烁检测器的光输出。
[0049]绘图506表示在相同惰性气氛中组装的闪烁检测器的光输出,但是也包括在闪烁器外壳内的氧吸收剂。在图5的例子中,活化Cu0(Cu-0226)用作氧吸收剂,但是可以使用其它合适的氧吸收剂,如本文中所述。
[0050]如图5中清楚地所示,在175°C下在仅仅大约10小时之后,根据常规工艺在低02气氛中形成的闪烁检测器具有比包括氧吸收剂的闪烁检测器明显更低的光输出。此外,甚至在超过150小时之后,绘图502和504中的闪烁器的光输出仍然在退化,而绘图506中所示的包括氧吸收剂的闪烁检测器的光输出已稳定。
[0051]闪烁检测器的性能可以在相对光输出L0W方面进行量化,其中L0 {r)= (L0 150/L00X 100% ),其中L015。是在175°C下暴露大约150小时的检测器的检测光输出,并且L0。是在175°C下暴露之前在室温下的初始检测光输出。本发明的实施例将优选地具有不小于大约75%的相对光输出L0W。此外,在L02。。处的相对光输出将比在L0 ■处的输出低不超过2.5%,例如低不超过2.0%,低不超过1.0%,或不低。为了清楚起见,一般标记“L0t”在本文中用于限定在操作时间“t”之后的闪烁检测器的检测光输出。除非在本文中另外指出,光输出值在室温下进行测量,并且通过应用从钍同位素Th-232发射的2.614MeV伽玛射线生成。在暴露于高温之前在室温下测量L0。并且在将检测器从高温冷却到室温之后测量L0 t,其中t > 0。
[0052]除了上述的改善光输出性能之外,根据本发明的实施例的闪烁检测器也显示出色的能量分辨率,尤其在长时间暴露于高温之后。检测器的灵敏度可以由能量分辨率或检测器精确地识别某种辐射的能量的能力量化。典型地,通过从以指定能量撞击检测器的辐射的波谱曲线(典型地,高斯形曲线)确定半高全宽(FWHM)值来量化分辨率。指定波谱曲线的FWHM值越小,能量分辨率和测量的精度越大。闪烁检测器暴露于高温通过检测器的FWHM能力的增加导致可检测的分辨率的减小。绝对能量分辨率可以由实际FWHM值限定。
[0053]图6是显示在175°C下随着小时变化的三个闪烁检测器的能量分辨率的绘图。绘图602和604表示在包含100到200ppb的氧的密封惰性气氛中组装的闪烁检测器的光输出。绘图606表示在相同惰性气氛中组装的闪烁检测器的光输出,但是也包括在闪烁器外壳内的氧吸收剂。根据本发明的实施例的检测器当在175°C下暴露150小时之后在室温下测量时显示大约2.2%的能量分辨率。当在175°C下暴露150小时之后在室温下测量时,本发明的实施例将优选地具有不大于大约2.3%、2.2%、2.1%、2.0%或甚至1.8%的能量分辨率。类似于先前所述的性能特性,一般标记“ERt”在本文中用于限定在操作时间“t”之后的闪烁检测器的能量分辨率。光输出和能量分辨率值在室温下进行测量,并且通过应用从钍同位素Th-232发射的2.614MeV伽玛射线生成。在暴露于高温之前在室温下测量ER。并且在将检测器从高温冷却到室温之后测量ERt,其中t > 0。
[0054]许多不同方面和实施例是可能的。在本文中描述那些方面和实施例中的一些。在阅读该说明书之后,熟练技术人员将领会那些方面和实施例仅仅是示例性的并且不限制本发明的范围。另外,本领域的技术人员将理解包括模拟电路的一些实施例可以类似地使用数字电路实现,反之亦然。实施例可以根据如下面列出的任意一项或多项。
[0055]项1.一种闪烁检测器,其包括:
[0056]在密封壳体中的齒化物闪烁器,所述密封壳体具有在大约l.0atm的压力下氧含量不大于大约lOOppb的气氛;以及
[0057]在所述密封壳体内的所述气氛中的氧清除剂。
[0058]项2.—种闪烁检测器,其包括:
[0059]闪烁器,所述闪烁器包括通过暴露于氧被破坏的材料;
[0060]密封壳体,所述密封壳体围绕所述闪烁器并且包含在大约1.0atm的压力下氧含量不大于大约lOOppb的受控气氛;以及
[0061]氧清除剂,所述氧清除剂位于所述密封壳体内的所述受控气氛中。
[0062]项3.—种闪烁检测器,其包括:
[0063]包括气密密封件的密封壳体;
[0064]在所述密封壳体内的气氛,所述气氛具有在大约1.0atm的压力下不大于大约lOOppb的氧含量;
[0065]在所述密封壳体内的闪烁器;以及
[0066]氧清除剂,所述氧清除剂位于所述密封壳体内的所述受控气氛中。
[0067]项4.一种组装闪烁检测器的方法,其包括:
[0068]将闪烁器放置在壳体中;
[0069]在所述壳体内提供受控气氛,所述受控气氛具有在大约1.0atm的压力下不大于大约lOppm的氧含量;
[0070]将氧清除剂放置在所述壳体的内部;
[0071]密封所述壳体使得所述闪烁器和所述氧清除剂保持在所述密封壳体内的所述受控气氛中;
[0072]将所述闪烁器保持在小于大约150°C的温度持续足够的时间以便所述氧清除剂将所述受控气氛中的氧含量降低到小于大约lOOppb、大约90ppb、大约50ppb、大约30ppb、大约lOppb、或大约lppb到lOppb之间。
[0073]项5.—种组装闪烁检测器的方法,其包括将闪烁器和氧清除剂密封在具有氧含量不大于大约lppm的气氛的壳体内。
[0074]项6.根据项2-5中的任一项所述的闪烁检测器,其中所述闪烁器包括卤化物晶体材料。
[0075]项7.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器,其中所述闪烁器包括稀土卤化物晶体材料。
[0076]项8.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器,其中所述氧清除剂包括可氧化化合物。
[0077]项9.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器,其中所述氧清除剂包括可氧化无机化合物。
[0078]项10.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器,其中所述氧清除剂包括金属或金属氧化物。
[0079]项11.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器,其中所述氧清除剂包括无机氧清除剂。
[0080]项12.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器,其中所述氧清除剂包括Pd、Cu20、CuO、ZnO、N1、A1203或它们的任何组合。
[0081]项13.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器,其中所述氧清除剂呈袋、粉末、一个或多个丸、薄片、片剂或囊的形式。
[0082]项14.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器,其中所述氧清除剂在所述密封壳体的内部定位在所述闪烁器的后部。
[0083]项15.根据前述项中的任一项所述的闪烁检测器,其具有不小于大约75%的相对光输出L0W= ((L015Q)/(L0。))X100%,其中L015。是在175°C下暴露大约150小时之后的所述检测器的检测光输出,并且L0。是在175°C下暴露之前在室温下的初始检测光输出。
[0084]项16.根据项0所述的闪烁检测器,其中L0W不小于大约80%。
[0085]项17.根据项0所述的闪烁检测器,其中在175°C下暴露200小时之后的
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