(高清版)GBT 39867-2021 正电子发射断层扫描仪用锗酸铋闪烁晶体

ICS07.030国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T39867—2021本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中国建筑材料联合会提出。本标准由全国人工晶体标准化技术委员会(SAC/TC461)归口。本标准起草单位：中国科学院上海硅酸盐研究所、云南驰宏国际锗业有限公司、广东先导稀材股份系统股份有限公司。1GB/T39867—2021正电子发射断层扫描仪用锗酸铋闪烁晶体1范围本标准规定了正电子发射断层扫描仪用锗酸铋闪烁晶体材料的产品编号、技术要求、检测方法、检本标准适用于正电子发射断层扫描仪用锗酸铋(Bi₄Ge₃O₁2)闪烁晶体材料。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T13181—2002闪烁体性能测量方法GB/T13182—2007碘化钠(铊)闪烁体和碘化钠(铊)闪烁探测器3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。全能峰totalenergypeak在X或γ辐射测量中，相当于光子在探测物质中能量全部被吸收时的能谱响应曲线的峰。注：改写GB/T12564—2008的定义3.1.20。3.2脉冲幅度pulseamplitude的脉冲幅度表示。对输入信号为单能的X或γ辐射，为全能峰峰值对应的脉冲幅度。[GB/T12564—2008,定义3.3.1]光学透过率lighttransmittance透过晶体的光通量与其入射晶体光通量的百分比。相同测量条件下，被测闪烁体输出的脉冲幅度与闪烁体参比样品输出的脉冲幅度的比值。能量分辨率energyresolution对于某一给定的能量，能分辨的两个粒子能量之间的最小相对差值的量度。注1:在一般应用中，能量分辨率用谱仪测得的单能粒子能量分布曲线的峰的半高宽与峰位所对应的能量之比，当能量用脉冲幅度表示时，其比值为脉冲幅度分辨率。注2:改写GB/T13182—2007的定义3.1.16。辐照损伤radiationdamage闪烁晶体被电离辐射(X或γ射线)辐照前后光输出的下降程度。GB/T39867—2021由锗酸铋晶体(BGO)、设备编号、制备年份、制备炉次及序号组成，见图1。—序号—制备年份—设备编号——锗酸铋晶体(BGO)示例：BGOC05-1803-08表示采用编号为C05的设备于2018年制备的第03炉次中序号为08的BGO晶体。5技术要求晶体无色透明；无肉眼可见裂纹、晶界和散射颗粒。样品的光学透过率应大于75%(480nm处)。晶体的光学透过率不均匀性应小于3%(480nm处)。样品的相对光输出应大于85%(辐射源为137Cs源)。样品的能量分辨率应小于10.5%(辐射源为137Cs源)。5.6辐照损伤样品的辐照损伤应小于10%(辐射源为137Cs源)。5.7光输出不均匀性晶体的光输出不均匀性应小于5%(辐射源为137Cs源)。采用目测法对晶体的颜色、裂纹和晶界等外观质量进行检验；在功率为50mW、波长为532nm的23GB/T39867—2021激光照射下目测检查晶体内部的散射颗粒。6.2光学透过率按照附录A的规定进行检测。6.3光学透过率不均匀性按照附录A的规定进行检测。6.4相对光输出按照GB/T13181—2002中5.1的规定进行测量。其中的标准样品采用相同规格的BGO闪烁晶体作为参比样品，制作方法按照附录B中的锗酸铋闪烁晶体参比样品规定的方法进行。6.5能量分辨率按照GB/T13181—2002中第7章的方法检测。按照附录C的规定进行检测。6.7光输出不均匀性按照附录D的规定进行检测。7检验规则本标准规定的检验分类如下：a)型式检验；b)出厂检验。7.2型式检验凡有下列情况之一时，应进行型式检验：a)新产品或老产品转厂生产的鉴定；c)单炉停产12个月以上恢复生产时；d)批量生产时，每隔24个月进行一次；e)出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时；f)使用方和供应方协商确定有必要时。在外观质量检验合格的产品中，每台晶体生长炉随机抽取1根，按照附录B的B.1参比样品的相同4GB/T39867—2021型式检验和出厂检验的项目及顺序按表1规定。序号组别检验项目型式检验出厂检验要求的章条号检验方法的章条号1A外观质量2B光学透过率O3光学透过率不均匀性4相对光输出05能量分辨率O6辐照损伤7光输出不均匀性注：“●”表示必检项目，“o”表示根据需要可选择检验的项目，“—”表示不检验项目。若检测样品通过表1的型式检验项目，则型式检验合格；若其中一项或一项以上不合格，则型式检验不合格。出厂检验分A组和B组两组，详见表1。B组检验是在A组检验的基础上实施抽检或者根据客户的要求进行抽检。体，以100根晶体为一批，不足100根时仍可作为一批。检测样品的性能指标应符合表1的规定，若有一项指标不合格，则应进行加倍抽样；若仍有一项或5GB/T39867—2021在产品上应该有明确标识，合格的产品应有铭牌标识。有特殊包装要求的，应按使用方和供应方之间的协议规定。产品在运输过程中应小心轻放，禁止挤压和碰撞。8.4储存6GB/T39867—2021(规范性附录)光学透过率、光学透过率不均匀性的检测方法A.1检测原理根据物质在特定波长处或一定波长范围吸收光谱的特性及朗伯-比尔定律光的吸收度，对物质进行定性或定量分析。透过率是透过晶体的光通量与其入射晶体光通量的百分比，用T来表示。光学透过率不均匀性是沿晶体的某个方向，不同位置处的光学透过率的差异，用TNU来表示，表达式如式(A.1)所示：…(A.1)式中：Tmax——在相同测量条件下的同次测量中，同一晶体上所有取样位置处的光学透过率最大值；Tmin——在相同测量条件下的同次测量中，同一晶体上所有取样位置处的光学透过率最小值；Tave——在相同测量条件下的同次测量中，同一晶体上所有取样位置处的光学透过率算术平均值。A.2检测设备紫外分光光度计(200nm～1000nm)。A.3检测条件测试室应具有适当的避光条件，室内温度为25℃±5℃。A.4样品准备A.4.1光学透过率按照B.1参比样品的相同规格加工检测样品。A.4.2光学透过率不均匀性检测样品准备主要步骤如下：a)在外观质量检验合格的产品上，晶体的两端和中间截取大于40mm×40mm×30mm的晶块，依次编号(例如：S₁,S₂,S₃……S),样品数量不少于3只；b)按B.1中参比样品的要求加工成检测样品，待测。A.5检测步骤主要步骤如下：a)接通电源，打开仪器开关，预热10min;7b)将测量模式设为测定光学透过率，且根据需要设定波长测量范围；c)调整光路以确保光全部进入积分球内；d)自动调零后，在设定的波长范围内进行扫描；e)用分析纯乙醇和无纺布将加工好的样品表面擦拭干净；f)打开样品室，放入待测样品，以其40mm×40mm面垂直对准光路，关闭样品室后开始测量；g)读取测得的样品的光学透过率T;h)更换下一个样品，重复A.5f)、g)中的方法，检测并记录所有样品480nm处的光学透过率T,记为T;。A.6参数计算计算过程如下：a)从T₁,T₂,T₃……T;中找到最大值Tmax;b)从T₁,T₂,T₃……T;中找到最小值Tmin;c)按照式(A.2)计算T;的算术平均值Tave;d)将最大值Tmx、最小值Tm和算术平均值Tave带入到式(A.1)中，计算其光学透过率不均匀…(A.2)Ti———第i个检测样品在480nm处的光学透过率；n——检测样品的数量。8GB/T39867—2021(规范性附录)锗酸铋闪烁晶体参比样品B.1参比样品的制作从批量锗酸铋闪烁晶体中，挑选出外观质量合格的晶体，并按以下步骤制作加工参比样品：a)在外观质量检验合格的产品上截取大于40mm×40mm×30mm的晶块；b)将晶块置于烘箱中退火(2h从室温升至200℃±5℃,保温4h后自然降至室温);c)取出后，将每只晶块的两个40mm×40mm的面抛光，其余面磨砂，抛光面的粗糙度Ra≤0.05μm,加工成40mm×40mm×30mm的样品，尺寸公差为±0.04mm;d)退火后的样品应避光加工和存放，避免紫外光和其他高能粒子的照射。B.2参比样品的选择参比样品应满足表B.1中的性能指标。表B.1锗酸铋闪烁晶体参比样品的性能指标性能指标外观内部质量无晶界和散射颗粒表面质量无色、无肉眼可见划痕、崩口、裂纹样品尺寸40mm×40mm×30mm,尺寸公差为±0.04mm表面加工两个40mm×40mm面抛光，其他面磨砂抛光面粗糙度闪烁性能发光峰位480nm±3nm光学透过率480nm波长处应大于75%(光程为30mm)光输出9942ph./MeV±129ph./MeV能量分辨率应小于10%(辐射源为¹³7Cs源)9(规范性附录)辐照损伤的检测方法C.1检测原理晶体在长期接受大剂量射线(X或γ射线等)辐射后会产生辐照损伤，导致晶体的透过率和光输出降低。本标准中，辐照损伤RD采用辐照前后光输出的下降程度来表征，表达式如式(C.1)所示：式中：P—-—辐照前，检测样品的脉冲幅度，单位为道(channel);Pa——辐照后，在相同的测量条件下，检测样品的脉冲幅度，单位道(channel)。C.2检测设备见GB/T13182—2007中6.1中的规定。C.3检测环境室内温度为19℃±1℃,其他参照GB/T13181—2002中的4.1的要求。C.4检测步骤主要步骤如下：a)辐照前，按照GB/T13181—2002中第5章的规定检测样品的脉冲幅度P;b)将检测样品经500rad60Coγ射线源的剂量照射，辐照后避光保存12h以上；c)在相同的检测条件下，以相同的方法检测辐照后样品的脉冲幅度Pa。C.5参数计算将相同的检测条件下测得的辐照前后样品的脉冲幅度P、Pa带入到式(C.1)中，计算其辐照损伤RD。(规范性附录)光输出不均匀性的检测方法D.1检测原理光输出不均匀性是沿晶体的某个方向，不同位置处光输出的差异，用LNU来表示，表达式如式(D.1)所示：Pmax——在相同测量条件下的同次测量中，同一晶体上所有取样位置处的脉冲幅度最大值，单位为道(channel);Pmin——在相同测量条件下的同次测量中，同一晶体上所有取样位置处的脉冲幅度最小值，单位为道(channel);Pave——在相同测量条件下的同次测量中，同一晶体上所有取样位置处的脉冲幅度算术平均值，单位为道(channel)。D.2检测设备见GB/T13182—2007中6.1中的规定。D.3检测环境室内温度为19℃±1℃,其他参照GB/T13181—2002中的4.1的要求。D.4检测步骤主要步骤如下：a)按照B.1中的规定加工检测样品；b)按照GB/T13182—2007中6.4.1中的规定进行检测；c)记录检测样品的脉冲幅度P;d)更换下一个样品，重复b)、c)中的方法，检测并记录所有样品的脉冲幅度P,记为Pi。D.5参数计算参数计算过程如