LexsygDetector de luminosidadDe la ultravioletaA los rayos X

Antecedentes de la investigación

En el campo de las pruebas de rayos x, como el diagnóstico médico y las imágenes de seguridad, los materiales de centelleo de alto rendimiento son componentes importantes. Aunque los cristales inorgánicos tradicionales tienen excelentes propiedades, tienen problemas como altos costos y dificultades de procesamiento. Recientemente, el Instituto de física de San Carlos de Brasil se ha unido a un equipo multinacional en "flores de vidrio con europa"¿⁺ qué?Y Dy¿⁺ qué?"Se han logrado avances en la investigación y se han desarrollado nuevos centelleadores de vidrio fluorofosfato, que tienen alta densidad, larga vida útil luminosa y excelentes características de respuesta a los rayos x, abriendo una nueva dirección para la detección de radiación de bajo costo y personalizable.

Descubrimientos importantes

Parte 1 innovación en el diseño de materiales

El equipo utilizó la tecnología de enfriamiento por fusión para preparar con éxito 35napo.₃- 30Ba (PO)₃(...)-25MgF₂-YF₃Sistema de vidrio de base, dopado con EU 3¿⁺ qué?(0,1 - 4,0 mol%) y Dy¿⁺ qué?(0,25 - 1,0 mol%) logra una luminiscencia eficiente. La matriz de fluorofosfato combina la Alta disolución de tierras raras del fosfato con la baja energía fonónica del flúor, lo que mejora significativamente la eficiencia luminosa.

La parte 2 tiene ventajas de rendimiento sobresalientes.

1) alta densidad (3,65 - 3,66 G / CM 3):Más allá de la comercializaciónLitioVidrio borato (~ 2,50 G / CM 3), comparable al cristal nai: TL (3,67 G / CM 3), mejora la eficiencia de absorción de rayos X.

2) vida útil luminosa súper larga:Eu³¿⁺ qué?de¿⁵ sí?D¿𔔂 qué?La vida útil del Estado alcanza los 2,5msy Dy³¿⁺ qué?de¿⁴ qué?F₉/.Vida útil del Estado 0,71msEs mejor que materiales similares.

3) enfriamiento de concentración cero:Eu³¿⁺ qué?El dopaje al 4,0 mol% sigue manteniendo un aumento de la luminiscencia lineal (figura 1), Dy³¿⁺ qué?Excelente estabilidad a 1,0 mol%.

Figura 1. eu3 a diferentes Potencias de excitación¿⁺ qué?Espectro de emisión del vidrio dopado

Parte 3 Verificación de la respuesta de rayos X

a través delexsygEspectrómetro de investigación..Equipado con objetivos de tungstenoLa prueba de luminiscencia por radiación (rl) del tubo de rayos X con Newton CLD confirmó:

Eu³¿⁺ qué?Vidrio:A 611 nm..¿⁵ sí?D¿𔔂 qué?→¿⁷ qué?FMuestra un fuerte pico RL en el lugar, la intensidad aumenta linealmente con la concentración de dopaje (figura 2) y inhibe efectivamente la luminiscencia de defectos de matriz de 380 nm (defectos).El Pico disminuye30%).

Figura 2. eu3¿⁺ qué?Espectros de luminiscencia por radiación de rayos X (rl) de vidrio dopado

Dy³¿⁺ qué?Vidrio:Las emisiones de doble pico (572 nm y 478 nm) se adaptan a una variedad de fotodetectores, y la intensidad RL de la muestra de 1,0 mol% aumenta un 13% en comparación con 0,25 mol% (figura 3).

Figura 3. Dy¿⁺ qué?Espectros de luminiscencia por radiación de rayos X (rl) de vidrio dopado

Aspectos destacados de la tecnología

Los datos clave de este estudio se basan enlexsygSistema de prueba RL de alta sensibilidad:
1) estimulación precisa:Fuente de rayos X continuos de 40 kV / 1 ma, que simula escenas de detección reales.
2) detección de alta relación señal - ruido:Enfriar el CLD a - 80 ℃ con un espectrómetro de fibra óptica para capturar una señal luminosa débil.
3) análisis de la respuesta dinámica:Monitorear la relación lineal entre la intensidad luminosa y la Potencia en tiempo real para verificar la estabilidad del material.

Perspectivas de aplicación

El sistema de vidrio ha mostrado su potencial como sensor de rayos X flexible y dosímetro de radiación wearable. El siguiente paso del equipo será optimizar la proporción de tierras raras y explorar el desarrollo de dispositivos integrados acoplados a fibra óptica.