Exploración de un prototipo de detector de matriz lineal de haluro de cobre para controles de seguridad

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los Materiales
• Física del Estado Sólido
• Física Radiológica

Sus antecedentes:

• Los haluros metálicos ofrecen estructuras sintonizables y propiedades fotofísicas para centelleadores avanzados de rayos X.
• La viabilidad comercial de los centelleadores de haluros metálicos reportados requiere una mayor validación.
• El haluro de cobre de baja dimensionalidad totalmente inorgánico Cs3Cu2I5 exhibe una emisión eficiente y libre de autoabsorción debido a excitones autoatrapados.

Objetivo del estudio:

• Mejorar el rendimiento de centelleo del Cs3Cu2I5 mediante la incorporación de Mn2+.
• Evaluar el potencial de los centelleadores de haluro de cobre modificados para aplicaciones de detección e imagen de rayos X.

Principales métodos:

• Modificación composicional de Cs3Cu2I5 mediante dopaje con Mn2+.
• Caracterización de las propiedades de centelleo, incluida la salida de luz, el límite de detección, el post-resplandor y el tiempo de decaimiento.
• Evaluación del rendimiento a nivel de detector y medición de la resolución espacial en un detector de matriz lineal.

Principales resultados:

• El Cs3Cu2I5 dopado con Mn2+ optimizado logró 1,35 veces la salida de luz del CsI:Tl y un límite de detección de 33,1 nGy s-1.
• El centelleador demostró un post-resplandor insignificante y un tiempo de decaimiento rápido de la excitación de rayos X de 46,4 µs.
• Las pruebas a nivel de detector mostraron una salida de luz ~18% mayor que un centelleador comercial (Carestream Min-R 2190), con una resolución espacial de 1,1 lp/mm.

Conclusiones:

• El dopaje con Mn2+ mejora significativamente el rendimiento de centelleo del Cs3Cu2I5.
• Este centelleador de haluro de cobre muestra una salida de luz excepcional, una respuesta rápida y una buena resolución espacial.
• Los centelleadores de haluro de cobre a base de polvo son prometedores para mejorar la inspección de seguridad y otras aplicaciones de imagen de rayos X.