高能X射线转换屏研究

【作者】 江孝国； 顾镇南； 祖成奎；

【机构】 中国工程物理研究院流体物理研究所； 北京大学化学与分子工程学院； 中国建筑材料科学研究院石英与特种玻璃研究所；

【摘要】 在高能的 X 射线探测中,由于 X 射线不能够被直接探测,往往需要用到某种将 X 射线转换为其它可以探测的物体,这就是 X 射线转换屏。过去常用的硫氧化物稀土荧光屏是使用得较多的 X 光转换屏,发光激活剂多采用 Tb³⁺、Eu³⁺等,主要针对医学 X 射线能量范围 （100～200 keV 以下）内的应用,但在高能 X 射线的作用下,由于结构及材料的原因,这些荧光屏表现出来的图像转换性能并不如意,一方面转换效率相对较低,另一方面还由于荧光屏内的微粒子对可见光强烈的散射作用导致可见光弥散,严重的则会引起可见光图像的模糊。通过对国外产品（如 IQI 公司的301、302、401等型号发光玻璃）的研究,发现 X 射线转换屏如果具有玻璃的光学特性,则作为高能 X 射线探测用的转换屏具有如下优点：第一, 透明的材料本身消除了可见光在屏内的弥散现象,而且有利于可见光的输出。第二,在一定的应用范围内,影响空间分辨率的康普顿散射效应不会太严重,因此可以适当地增加材料的厚度以提高对 X 射线的吸收效率。进一步提高材料的发光效率。第三,在玻璃体内适当掺杂,可以提高密度,能更多地吸收 X 光能量用于转换。为了解决国内研究的需要,提出了研制高能 X 射线转换屏的要求；通过样品分析和专利调研,在已有的技术基础上,开发研制了 Tb³⁺激活的高能 X 射线转换屏,并对其性能进行了研究。更多还原