Portable and Visualized X-ray Dose Rate Detection and Imaging Utilizing Br-Doped CsCdCl 3 Crystals

放射发光 材料科学 探测器 校准 剂量率 光学 剂量学 光电子学 发光 粒子探测器 灵敏度(控制系统) 辐射 X射线探测器 聚合物 强度(物理) 闪烁体 成像体模
作者
Hui Peng,Linghang Kong,Xiaokang Li,Qilin Wei,Xue Zhao,Bingkun Chen,Bingsuo Zou,Andrey L. Rogach
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:17 (43): 59625-59636 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsami.5c16460
摘要

X-ray detectors are widely used for nondestructive detection in our daily lives, industries, and scientific studies. While their development has seen significant progress, the detection of radiation dose rates still requires expensive equipment and complex calibration procedures. Herein, we introduce a portable and visualized self-calibrated real-time X-ray dose rate detector based on Br-doped CsCdCl3 crystals. This material exhibits a dual-emission band originating from two different self-trapped exciton recombination pathways. Importantly, Br-doped CsCdCl3 crystals also exhibit a dual radioluminescence response under X-ray excitation. When the X-ray dose rate increases, the radioluminescence intensity at 480 nm increases at the expense of the peak at 595 nm. Based on the radioluminescence intensity ratio at these two wavelengths, a self-calibrated X-ray dose rate detector is constructed, which delivers a high relative sensitivity of 6% (mGyair s-1)-1 at 0.6 mGyair s-1. Moreover, we have successfully achieved real-time visualization of X-ray dose rates by extracting color coordinates from photographs of luminescent Br-doped CsCdCl3 crystals captured by a smartphone. Finally, we also demonstrated the application of Br-doped CsCdCl3 powders embedded into a flexible polymer film for simultaneous X-ray imaging and dose rate detection.
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