Патент на изобретение №2261459
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СЦИНТИЛЛЯТОР ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
(57) Реферат:
Использование: для визуализации рентгеновского излучения в томографии, микротомографии, радиографии, в системах таможенного контроля и в системах неразрушающего контроля промышленных изделий. Сущность: в сцинтилляторе кристаллы фторида лития или натрия содержат приповерхностный сцинтилляционный слой, выполненный в виде дискретных сцинтилляционных ячеек с размерами от 6 мкм и выше, оптически разделенных между собой металлической сеткой с размерами, соответствующими размерам ячеек, и расположенной на глубине единиц микрон в кристалле. Технический результат – повышение пространственного разрешения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области датчиков ионизирующих излучений с высоким пространственным разрешением, чувствительных к пучкам рентгеновского и электронного излучений и применяемых для их визуализации в томографии, микротомографии, радиографии, в системах таможенного контроля, в системах неразрушающего контроля промышленных изделий, а так же при телемеханическом мониторинге промышленных изделий и технологий. Известен сцинтиллятор на основе кристаллов NaI-Tl, работающий в сочетании с фотоэлектронными умножителями (Hell Е., Известен сцинтилляционный экран на основе полистиреновых сцинтиллирующих волокон (D’Ambrosio С., et al. Reflection losses in Polystyrene Fibers, NIM, 1991. Vol.A306. P.549), работающих в сочетании с мультианодными (многоканальными) фотоэлектронными умножителями (Групен К. Детекторы элементарных частиц: Справочное издание. Пер. с англ. Новосибирск: Сибирский хронограф, 1999. 408 с; Salomon M., New Measurements of Scintillating Fibers Coupled to Multianode Photomultipliers). Такой сцинтилляционный экран имеет пространственное разрешение на уровне 20-60 мкм, однако из-за низкого эффективного атомного номера (Zэфф Известны сцинтиллирующие среды на основе гамма-облученных пленок фторидов LiF, MgF2, BaF2 или CaF2 Известен сцинтиллятор на основе кристаллов NaF, облученных синхротронным излучением, в результате чего в них наводятся F22-центров окраски в NaF приходится на область 650-675 нм, что хорошо согласуется со спектральной чувствительностью не только фотоэлектронных умножителей, но и PIN-фотодиодов. Длительность сцинтилляций известного сцинтиллятора на основе NaF с центрами окраски равна 8 нс при возбуждении импульсами синхротрон-ного излучения длительностью 430 пс. Однако известный сцинтиллятор на основе NaF является сплошным: сцинтилляционный слой занимает всю поверхность облученного кристалла и поэтому обладает невысокой пространственной разрешающей способностью, соответствующей миллиметровому диапазону. 2, F2 +, F3 + и F2 –, являющиеся эффективными центрами свечения, и обладает основным максимумом свечения при 650 нм. Однако известный тонкослойный сцинтиллятор не может обеспечить высокого пространственного разрешения из-за того, что имеет сплошной сцинтилляционныи слой. Предлагаемый сцинтиллятор состоит из приповерхностного сцинтилляционного слоя, представляющего собой сцинтиллятор на основе кристаллов (Li,Na)F в виде дискретных ячеек с размерами от 6 мкм до 200 мкм и выше, оптически разделенных между собой металлической сеткой с размерами, соответствующими размерам ячеек (см. чертеж, а – вид сверху; б – вид сбоку). Металлическая сетка выполняется из радиационно-стойкого материала (например, тантала, циркония, ниобия) и углубляется в кристалл на глубину приповерхностного сцинтилляционного слоя (4-6 мкм) для оптического разделения сцинтилляционных ячеек. Дискретная структура слоя обеспечивает высокое пространственное разрешение, что связано с тем, что свечение одной из сцинтилляционных ячеек не возбуждает свечение соседних. Пространственное разрешение предлагаемого сцинтиллятора составляет единицы-сотни микрон. Визуализация рентгеновского излучения происходит благодаря свечению агрегатных центров окраски типа F2, F2 + F3 + и F2 –, с основным максимумом свечения в диапазоне 650 нм, что позволяет применять для считывания изображения PIN-фотодиоды. Длительность сцинтилляций не превышает 8 нс, что обеспечивает работу сцинтиллятора в режиме реального времени. Дополнительным преимуществом предлагаемого сцинтиллятора является возможность визуализации не только рентгеновского, но и электронного излучения, а также возможность использования сцинтиллятора в качестве чувствительного элемента сцинтилляционных детектирующих устройств.
Формула изобретения
1. Сцинтиллятор для визуализации рентгеновского излучения на базе кристаллов (Li, Na)F, содержащий приповерхностный сцинтилляционный слой с центрами окраски, отличающийся тем, что сцинтилляционный слой выполнен в виде дискретных сцинтилляционных ячеек размерами от 6 мкм и выше, оптически разделенных между собой металлической сеткой с размерами, соответствующими размерам ячеек, и расположенной на глубине единиц микрон в кристалле. 2. Сцинтиллятор для визуализации рентгеновского излучения по п.1, отличающийся тем, что металлическая сетка выполнена из радиационно-стойких материалов, например тантала, циркония, ниобия.
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 30.01.2006
Извещение опубликовано: 20.09.2007 БИ: 26/2007
|
||||||||||||||||||||||||||
6) он обладает очень низкой чувствительностью к рентгеновскому излучению и неэффективен для его визуализации. Кроме того, сцинтилляторы из органических материалов обладают очень низкой термической и радиационной стойкостью.