武 彤， 王 玲， 贺 欢， 王 慧， 申 慧， 刘 茜， 石 云*

(1. 中国科学院上海硅酸盐研究所 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室， 上海 200050; 2. 华中师范大学， 湖北 武汉 430079; 3. 上海应用技术大学， 上海 201418)

1 引 言

闪烁体是一种能将入射的高能射线或高能粒子转化为可见光或紫外光的功能材料。按结构形态可将闪烁材料分为粉末、纤维、薄膜、玻璃、单晶、陶瓷、惰性气体及液化态等无机闪烁体，以及塑料和有机液体等有机闪烁体。其中应用最广泛的是单晶和陶瓷闪烁体。闪烁材料的应用可追溯到1896年，CaWO4作为X射线荧光粉开始应用于医用X光片[1]；1948年[2]发现了NaI∶Tl单晶的闪烁特性并用光电倍增管成功实现信号读出。后续人们又相继发展了Bi4Ge3O12(BGO)[3]、PbWO4(PWO)[4]和Ce∶Lu2SiO5(Ce∶LSO)[5]等一系列性能优异的闪烁体, 并在放射医学、高能物理、核物理、工业无损探伤、地质勘探、安全检查等领域得到广泛应用。与闪烁单晶相应,闪烁陶瓷的研究也在不断推进,20世纪80年代,美国通用电气公司(General electric company，GE)最早开发了(Y,Gd)2O3∶Eu透明闪烁陶瓷,并将其应用于医用X-CT探测器[6]。随后，Ce,Pr∶Gd2O2S、Cr,Ce∶Gd3Ga5O12、Ce∶BaHfO3,Eu∶Lu2O3等闪烁陶瓷相继被报道[7]，并成功实现了商业应用。但是,由于这些材料在透光性、光产额以及快速响应等方面存在不足，亟待开发新型高性能的闪烁材料，以满足新一代闪烁探测器和系统的应用需求。

稀土离子掺杂的镥铝石榴石(Lu3Al5O12，LuAG)是目前研究比较活跃的一类闪烁材料，LuAG属于石榴石结构立方晶系，体心立方晶格，密度较高(6.67 g/cm3)，有效原子序数大(Zeff=63),对各种射线的吸收系数大，阻止本领强，物理化学性能稳定，是一种优异的闪烁基质材料。……