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(dāng)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(yīng)用中將其加工成晶體，稱為閃爍晶體。
在醫(yī)學(xué)上，閃爍體是核醫(yī)學(xué)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(xué)界也不乏對新型閃爍體材料的研究，2018年，西北工業(yè)大學(xué)的黃維院士、新加坡國立大學(xué)劉小剛教授、陳秋水博士以及福州大學(xué)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
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Properties/crystal
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CsI (Tl)
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NaI (Tl)
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CsI(Na)
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BGO
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GSO
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PWO
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NPWO
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CWO
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ZnSe(Te)
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Crystal structure
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cubic
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cubic
|
cubic
|
cubic
|
-
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Tetragonal
|
Tetragonal
|
Tetragonal
|
-
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Lattice constant( Å )
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4.566
|
6.46
|
-
|
-
|
-
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a = 5.416, c = 12.049
|
a=5,281, c=11,510
|
-
|
-
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Melting point, °C
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894
|
924
|
894
|
1050
|
1950
|
1123
|
920
|
1325
|
1773 - 1793
|
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Density, g/cm3
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4.51
|
3.67
|
4.51
|
7.13
|
6.71
|
8.28
|
7.57
|
7.9
|
5.42
|
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Mohn hardness
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2
|
2
|
2
|
5
|
6
|
3.5- 4.0(C)
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4.9
|
4 - 4.5
|
-
|
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Thermal expansion, 10-6/K
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50
|
47.4
|
49
|
-
|
-
|
10
|
-
|
10.2
|
-
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Refractive index
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1.79
|
1.85
|
1.84
|
1.05-1.12
|
1.38
|
2.16
|
2.31
|
2.2 - 2.3
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2.58 - 2.61 at 610 nm
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Emission wavelength (nm )
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560
|
410
|
420
|
300
|
440
|
450 / 420
|
520, Cherenkov eff.
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470/540
|
610(fast), 640(slow)
|
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Decay constant (ns )
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1000
|
230
|
630
|
5
|
6
|
6
|
6
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20 ns @ 470nm
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1-3(fast), 30-70(slow)
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5 ms @ 540 nm
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Radiation length (cm )
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1.86
|
2.9
|
-
|
-
|
-
|
0.92
|
-
|
0.3
|
-
|
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Hygroscopic
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yes
|
yes
|
yes
|
No
|
No
|
No
|
No
|
No
|
No
|
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Afterglow % at 6ms
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0.05 - 5.0
|
0.5 - 5.0
|
0.5 - 5.0
|
-
|
-
|
-
|
-
|
0.1
|
< 0.05
|
|
Effective atomic number
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54
|
50
|
54
|
75
|
59
|
73
|
74
|
65
|
33
|
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Light yield [photons/MeVy]
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52- 56 x103
|
38 x 103
|
(35 - 42) x 103
|
-
|
-
|
22.6~ 25.6x 104
|
5% of BGO
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1.2 - 1.5 x 104
|
8.0 x 104
|
|
Background, pulse/sec/kg
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< 3.0
|
< 3.0
|
< 3.0
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Crystal cleavage plane
|
none
|
-100
|
none
|
-
|
-
|
-101
|
-
|
-10
|
-
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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(yīng)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公司 60KV 12W小型X光管對閃爍晶體進行激發(fā)，光源小巧且?guī)幔ㄟ^軟件控制輸出功率；
CsI閃爍晶體實測數(shù)據(jù)
YLF: 5%Ce3+閃爍晶體實測數(shù)據(jù)
美國MOXTEK（先鋒科技獨家代理）小型X光管
作為世界最知名的小型X光管制造商，Moxtek始終走在手持式小型X光管技術(shù)前列，世界幾大知名XRF廠商都將Moxtek列為第一供應(yīng)商。我們可以提供不同靶材及外形尺寸。
Moxtek®MAGPRO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
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Speci?cations
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60kV
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70kV
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XRF
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Imaging
|
XRF
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Tube type:
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Metal-ceramic
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Operating Temp*:
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-10º to +50º C
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-10º to +50º C
|
-10º to +50º C
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Storage Temp:
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-20º to +85º C
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Standard Cooling:
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Forced air
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Weight:
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≤825g
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≤900g
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≤900g
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Available Targets:
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W, Rh, Ag, Cr, Cu, Mo
|
W
|
W, Mo
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HV Polarity:
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Grounded anode
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High Voltage Potential:
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5 to 60kV
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50 to 70kV
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40 to 70kV
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Max Beam Current:
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10 to 1000µA @ 5kV
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10 to 240µA @ 50kV
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10 to 300µA @ 40kV
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Maximum Power:
|
12 watts
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Focal Spot Size:
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Typical ~400µm
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Typical ~500µm
|
Typical ~500µm
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Window:
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Beryllium 125µm or 250µm (depending on target)
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X-ray Beam Cone Angle:
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~48°
|
~86°
|
~48°
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Radiation Leakage:
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as low as 2mR/h**
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2mR/h at 50mm
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<10mR/h at 50mm
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Input Power:
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24 VDC, 1.1A
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Standard Warranty:
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One yea
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13910278534
010-56370168
