本发明涉及探测器领域，具体涉及一种钆铝镓石榴石基闪烁陶瓷、高能探测阵列、探测器及制备方法。
背景技术：
1、闪烁探测器是一种广泛用于电离辐射测量的设备，特别适合于γ射线和中子的检测。闪烁探测器的工作原理基于辐射在某些物质(称为闪烁材料)中产生的闪光现象。当射线(如γ射线或中子)进入闪烁材料时，会使闪烁材料的原子或分子电离或激发，进而在退激过程中产生光子(荧光)。这些光子通过反射物和光导等光的收集部件被尽可能多地收集到光电倍增管的光阴极上。在光阴极上，光子通过光电效应打出光电子，光电子随后在光电倍增管中经过逐级倍增，最终形成电脉冲信号。这个信号由电路记录并用于后续的数据处理和分析。
2、闪烁探测器的核心部分是闪烁材料。闪烁材料是一种特殊的能量转换体，它能将入射在其上的高能射线(如x射线、γ射线等)或粒子转换为紫外光或可见光。这种转换过程依赖于材料内部的电子结构，当高能射线与材料相互作用时，会激发材料内部的电子跃迁到高能态，随后电子在退激过程中释放出光子，形成闪烁光。闪烁材料可以是固体、液体或气体，其中固体闪烁材料最为常见。钆铝镓石榴石(gd3ga2al3o12，简称gagg)是一种具有多种优异特性的新型氧化物闪烁体，在多个领域具有广泛应用前景，例如计算机断层扫描(ct)、正电子发射断层扫描(pet)和单光子发射计算机化断层显像(spect)，以及在高能物理和核物理中用于高能粒子检测。然而，gagg闪烁陶瓷的发光均匀性不佳，发射范围较窄，导致其发光性能和探测效率有待提高。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术的问题，本发明提供一种闪烁陶瓷、高能探测阵列、探测器及制备方法，可以改善gagg基闪烁陶瓷的发光性能和高能探测阵列的探测效率。
2、本发明通过以下技术方案实现：
3、本发明提供一种闪烁陶瓷，所述闪烁陶瓷的化学式为gd3al2-x-yscxga3o12:ycr3+，其中，x＝0.01-0.05，y＝0.01-0.08。
4、优选的，本发明所述的闪烁陶瓷，x＝0.01-0.04，y＝0.01-0.05。
5、本发明提供所述的闪烁陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
6、s01，将gd2o3、sc2o3、ga2o3、nh4al(so4)2·12h2o和cr(no3)3按gd3al2-x-yscxga3o12:ycr3+的化学计量比溶于热的酸溶液中，然后将酸溶液滴入碱溶液中进行共沉淀，析出沉淀物；收集沉淀物并洗涤；
7、s02，将洗涤后的沉淀物干燥、研磨，得到粉体；
8、s03，将所得粉体进行预烧；
9、s04，将预烧后的粉体研磨、过筛，然后依次进行干压和冷等静压处理；
10、s05，冷等静压后的样品在1600-1650℃下氧气气氛中进行一次烧结，然后在惰性气氛中进行等静压烧结成致密陶瓷。
11、优选的，本发明所述的闪烁陶瓷的制备方法，s01中，所述碱溶液为nh4hco3和nh3·h2o的混合碱溶液。
12、优选的，本发明所述的闪烁陶瓷的制备方法，s03中，所述预烧的温度为800-900℃，保温时间为1-3h。
13、优选的，本发明所述的闪烁陶瓷的制备方法，s04中，所述冷等静压采用的压力为150-250mpa。
14、优选的，本发明所述的闪烁陶瓷的制备方法，s05中，所述等静压烧结采用的压力为180-200mpa。
15、本发明还提供一种高能探测阵列，所述高能探测阵列的材质为如上所述的闪烁陶瓷。
16、本发明所述的高能探测阵列的制备方法，包括以下步骤：
17、s12，将权利要求1-2任一项所述的闪烁陶瓷在空气中1000-1200℃的温度下进行退火；
18、s13，将退火后的样品平行抛光，切割磨削成高能探测阵列。
19、本发明还提供一种基于上述高能探测阵列探测器，包括如上所述的高能探测阵列。
20、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
21、本发明提供了一种铬离子(cr3+)和钪离子(sc3+)共同掺杂的钆铝镓石榴石闪烁陶瓷，铬离子的掺杂可以从电子跃迁轨道的吸收截面进行发光性能的调控，钪离子的掺杂可以使闪烁陶瓷发射峰的位置往红外光方向移动，从而扩大发射范围。因此，本发明的石榴石闪烁陶瓷可以实现宽波段的高吸收强度和发光强度，表现出良好的发光性能和探测效率。
22、本发明采用化学沉淀法制备的粉体分散性良好且颗粒尺寸均匀，冷等静压处理可以对样品施加各向均等的压力，结合两步烧结法可以使样品烧结得更加致密，从而提升光学透过率和闪烁光输出等性能。
23、本发明利用上述的闪烁陶瓷制备高能探测阵列，进而组装闪烁探测器，将高能射线(x射线/γ射线)转换为紫外光或可见光，经过光电倍增管实现光电信号的转变，最终表现出数字信号形式的被探测物质信息，可以应用于医疗、国防、安检等应用领域。
1.一种闪烁陶瓷，其特征在于，所述闪烁陶瓷的化学式为gd3al2-x-yscxga3o12:ycr3+，其中，x＝0.01-0.05，y＝0.01-0.08。
2.根据权利要求1所述的闪烁陶瓷，其特征在于，x＝0.01-0.04，y＝0.01-0.05。
3.权利要求1-2任一项所述的闪烁陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的闪烁陶瓷的制备方法，其特征在于，s01中，所述碱溶液为nh4hco3和nh3·h2o的混合碱溶液。
5.根据权利要求3所述的闪烁陶瓷的制备方法，其特征在于，s03中，所述预烧的温度为800-900℃，保温时间为1-3h。
6.根据权利要求3所述的闪烁陶瓷的制备方法，其特征在于，s04中，所述冷等静压采用的压力为150-250mpa。
7.根据权利要求3所述的闪烁陶瓷的制备方法，其特征在于，s05中，所述等静压烧结采用的压力为180-200mpa。
8.一种高能探测阵列，其特征在于，所述高能探测阵列的材质为权利要求1-2任一项所述的闪烁陶瓷。
9.权利要求6所述的高能探测阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种探测器，其特征在于，包括权利要求8所述的高能探测阵列。
