GB/T 47010-2026 铈掺杂钆镓铝石榴石多晶闪烁体阵列

　　ICS 77. 120.99 CCS H 65

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 47010—2026

　　铈掺杂钆镓铝石榴石多晶闪烁体阵列

　　Cerium doped gadolinium gallium aluminum garnetpolycrystalscintillatorarrays

　　2026-01-28发布 2026-08-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 47010—2026

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国稀土标准化技术委员会(SAC/TC229)提出并归 口 。

　　本文件起草单位 :虔东稀土集团股份有限公司 、宁波虔东科浩光电科技有限公司 、同方威视技术股份有限公司 、扬州佰烁晶体科技有限公司 、有研稀土高技术有限公司 、天津包钢稀土研究院有限责任公司 、江西理工大学 、内蒙古北方稀土新材料技术创新有限公司 。

　　本文件主要起 草 人 : 龚 斌 、秦 海 明 、姚 南 红 、王 新 佳 、李 元 景 、徐 悟 生 、曾 榆 斌 、余 金 秋 、邵 佳 劭 、张瑞森 、蒋周青 、孙益坚 、胡婷 、张文剑 、张光睿 、陈俊锋 、高乐乐 。

　　GB/T 47010—2026

　　铈掺杂钆镓铝石榴石多晶闪烁体阵列

　　1 范围

　　本文件规定了铈掺杂钆镓铝石榴石多晶闪烁体阵列的产品标记 、技术要求 、检验规则 、标志 、包装 、运输 、贮存及随行文件 ,描述了试验方法 。

　　本文件适用于高能物理实验 、核医学成像 、安全检查 、核辐射探测 、工业无损探测等领域用的铈掺杂钆镓铝石榴石多晶闪烁体阵列的生产和检验 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;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/T 1031 产品几何技术规范(GPS) 表面结构 轮廓法 表面粗糙度参数及其数值

　　GB/T 1958 产品几何技术规范(GPS) 几何公差 检测与验证

　　GB/T 4960. 6—2008 核科学技术术语 核仪器仪表

　　GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　GB/T 11337 平面度误差检测

　　GB/T 13181—2024 固体闪烁体性能测量方法

　　JC/T 2018—2010 高能粒子探测用掺铊碘化铯晶体

　　XB/T 520—2021 铈掺杂钆镓铝石榴石多晶闪烁体

　　3 术语和定义

　　GB/T 4960. 6—2008、GB/T 13181—2024、JC/T 2018—2010和 XB/T 520—2021界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　像素 pixel

　　组成闪烁体阵列的最小闪烁体单元 。

　　3.2

　　闪烁体阵列 scintillatorarray

　　多个表面覆盖有高反射率反射层的闪烁体单元 ,按预定设计排列并通过光学胶 、机械夹等方式连接而成的组合 。

　　3.3

　　包裹体 inclusion

　　闪烁体内部异于基质的固态或气态物质 。

　　[来源 :JC/T 2018—2010,3. 5,有修改] 3.4

　　断晶率 intercrystalline failureratio

　　闪烁体阵列中 ,含有断裂像素的阵列数与总的阵列数的比值 。

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　　3.5

　　闪烁体阵列的光串扰 lightcrosstalk ofscintillatorarray

　　闪烁体阵列的某一闪烁体单元产生的闪烁光传输到相邻闪烁体单元引起的不期望的信号输出 。

　　[来源 :GB/T 13181—2024,3. 1. 29] 3.6

　　光输出 lightoutput

　　闪烁体阵列发射光子的总数与该闪烁体阵列吸收的入射辐射能量之比 。

　　注 : 与闪烁体阵列标准样品的光输出值相比较给出的相对值 ,称为相对光输出 。

　　[来源 :GB/T 4960. 6—2008,2. 3. 19,有修改] 3.7

　　余辉 afterglow

　　停止辐射辐照后闪烁体发光的延续 。

　　注 : 闪烁体发光寿命远大于闪烁衰减时间 ,用辐射停止后 、规定时间点处的发光强度与辐射停止前闪烁体发光强度的最大值之比表示 。

　　[来源 :XB/T 520—2021,3. 6] 3. 8

　　闪烁体阵列的不均匀性 nonuniformity ofscintillatorarray

　　同一个闪烁体阵列上各闪烁体单元之间相对光输出和余辉的离散程度 。

　　[来源 :GB/T 13181—2024,3. 1. 28,有修改] 3.9

　　坏点 dead pixels

　　光输出低于阵列中所有像素光输出平均值 90%的像素或高于平均光输出 110%的像素 。

　　3. 10

　　裂纹 crack

　　闪烁体材料内部或表面因应力 、热冲击或机械损伤形成的线性断裂缺陷 。

　　3. 11

　　划痕 scratch

　　闪烁体表面因接触摩擦或加工过程产生的线状机械损伤痕迹 。

　　3. 12

　　斑点 spot

　　闪烁体表面包括夹杂物或气孔在内的 ,直径超过 0. 1 mm ,或深度超过 0. 1 mm 的点状异常区域 。

　　3. 13

　　水印 chemicaletching mark

　　闪烁体表面因液体残留 、清洗剂结晶或湿度侵蚀形成的 ,长度超过 0. 1 mm ,或深度超过 0. 1 mm 的干涉纹理或化学腐蚀痕迹 。

　　3. 14

　　漏光 lightleakage

　　闪烁体阵列因封装失效 、反射层缺陷 、材料缺陷或结构间隙导致非设计方向的光信号逸出 。

　　4 产品标记

　　闪烁体阵列的 标 记 共 分 五 个 层 次 。 第 一 层 次 表 示 闪 烁 体 材 料 类 型 , 用 闪 烁 体 材 料 英 文 首 字 母“GAGG”表示 ;第二层次表示产品等级 ,根据光输出的不同强度或亮度分为 A级和 B 级 ,A 级表示光输

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　　出为 46000 ph/MeV~ 63 000 ph/MeV,B级表示光输出大于 63 000 ph/MeV;第三层次表示横向像素数(长径方向) ,用三位阿拉伯数字表示 ;第四层次表示纵向像素数(短径方向) ,用三位阿拉伯数字表示 ;第五层次表示闪烁体厚度 ,用三位阿拉伯数字表示 。第一位数字表示厚度的十位数 ,第二位数字代表个位数 ,第三位数字为厚度小数点后第一位数字 ,单位为毫米(mm) 。具体表示方法如图 1所示 。

　　图 1 铈掺杂钆镓铝石榴石多晶闪烁体阵列产品标记

　　示例 : GAGGA016001026表示横向 16个像素 、纵向 1个像素 、2. 6 mm 厚的 A级铈掺杂钆镓铝石榴石多晶闪烁体阵列 。

　　5 技术要求

　　5. 1 外观质量

　　5. 1. 1 晶体颜色

　　产品表面不应有胶体脱落和除光面以外的晶体外露 , 晶体颜色应为黄绿色 。

　　5. 1.2 闪烁体内缺陷、外表缺陷、胶体缺陷

　　单条裂纹和划痕长度应不超过像素对角线长度的 10% ,单个斑点面积应不超过像素面积的 10% 。其他外观质量要求应符合表 1 的规定 。

　　表 1 外观质量

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　　表 1 外观质量 (续)

　　5.2 尺寸公差、平面度、垂直度及表面粗糙度

　　产品尺寸公差 、平面度 、垂直度及表面粗糙度应符合表 2 的规定 。

　　表 2 尺寸、平面度、垂直度及表面粗糙度

　　5.3 性能指标

　　产品的性能指标应符合表 3 的规定 。

　　表 3 性能指标

　　5.4 化学成分

　　产品的化学成分见附录 A。

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　　6 试验方法

　　6. 1 外观质量

　　6. 1. 1 晶体颜色

　　晶体颜色在自然散射光下目视检查 。

　　6. 1.2 闪烁体内缺陷、外表缺陷、胶体缺陷

　　包裹体 、裂纹 、划痕 、斑点 、水印 、漏光的外观指标采用 CCD相机放大 5倍进行检查 。裂纹和划痕长度与像素对角线长度的比值为单条裂纹和划痕长度除以裂纹和划痕所在像素出光面的对角线长度 。斑点面积与像素面积的比值为单个斑点面积数值除以斑点所在像素的出光面面积 。

　　6.2 尺寸、平面度、垂直度及表面粗糙度

　　6.2. 1 尺寸公差

　　产品的尺寸公差的测量按 JC/T 2018—2010中 5. 3 的规定进行 。

　　6.2.2 平面度

　　产品的平面度的测量按 GB/T 11337的规定进行 。

　　6.2.3 垂直度

　　产品的垂直度的测量按附录 B 的规定进行 。

　　6.2.4 表面粗糙度

　　产品的表面粗糙度(Ra)的测量按 GB/T 1031的规定进行 。

　　6.3 性能指标

　　6.3. 1 光输出

　　产品的光输出的测试按 GB/T 13181—2024的规定进行 。

　　6.3.2 余辉

　　产品余辉的测试按 GB/T 13181—2024的规定进行 ,取 20 ms的数值进行计算 。

　　6.3.3 闪烁体阵列的不均匀性

　　6.3.3. 1 光输出不均匀性

　　产品的光输出不均匀性的测试按 GB/T 13181—2024中 16. 1 的规定进行 。

　　6.3.3.2 余辉不均匀性

　　产品的 余 辉 不 均 匀 性 的 测 试 按 GB/T 13181—2024 中 11. 2 的 规 定 得 到 闪 烁 体 不 同 区 域 余 辉 值后 ,按照公式(1)计算余辉不均匀性 , 以 Na 计 :

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　　Na ……………………( 1 )

　　式中 :

　　Na — 余晖不均匀性 ;

　　Amax —A1 ~An 中的最大值 ;

　　Amin —A1 ~An 中的最小值 ;

　　Aavg —A1 ~An 的平均值 。

　　6.3.4 光串扰

　　产品的光串扰测试按 GB/T 13181—2024中 16. 2 的规定进行 ,单件产品的检测像素数应不低于总像素数的 10% 。

　　6.3.5 断晶率

　　产品的断晶率采用目视法 ,记录断裂的闪烁体单元个数 。

　　6.3.6 坏点数占比

　　使用同等强度射线对阵列像素进行照射 ,检测每个像素的发光值 ,记录坏点数 。坏点数与像素总数的比值为坏点数占比 。

　　7 检验规则

　　7. 1 检查和验收

　　7. 1. 1 产品应由供方或第三方进行检验 ,产品质量应符合本文件的规定 。

　　7. 1.2 需方可对收到的产品按本文件的规定进行检验 。如检验结果与本文件的规定不符 ,应在收到产品之日起 3个月内向供方提出 , 由供需双方协商解决 。如需仲裁 ,可委托双方认可的单位进行 ,并在需方共同取样 。

　　7.2 组批

　　产品应成批提交检验 ,每批应由同一标记的产品组成 。 每批产品数量应不大于 5 000件 。 如需方有特殊要求 , 由供需双方协商解决 。

　　7.3 检验项目

　　每批产品应进行外观质量 、尺寸公差 、平面度 、垂直度 、表面粗糙度和性能指标检验 。

　　7.4 取样

　　产品取样按表 4 的要求进行 。

　　表 4 取样

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　　表 4 取样 (续)

　　7.5 检验结果的判定

　　7.5. 1 检验结果的数值按 GB/T 8170的规定进行修约 ,并采用修约值比较法判定 。

　　7.5.2 外观质量 、尺寸公差 、平面度 、垂直度 、表面粗糙度和性能指标抽检结果不合格品占比不小于 5%时 ,则判该批产品不合格 。

　　8 标志、包装、运输、贮存及随行文件

　　8. 1 标志

　　包装箱外侧应有 “小心轻放”“易碎 ”等标识 ,并标明产品名称 、产品标记 、数量 、生产企业名称 、地址 。

　　8.2 包装

　　产品包装应满足以下要求 :

　　a) 用无水乙醇把表面擦净 ,并采用海绵等轻质 、柔软 、防震材料内包装固定 ,确保在运输过程中不会移位 、碰撞和摩擦 ,发货运输时 ,设有外包装箱(箱内缝隙需装满填充物 , 防止产品松动) ;

　　b) 每批产品应印刷有产品质量检测报告 ,包括供需双方名称 、产品名称及规格 、产品批号 、产品数量 、出厂检验结果 、本文件编号 、出厂日期 。

　　8.3 运输

　　产品在运输过程中应轻装轻卸 ,不应挤压 ,并采取防震措施 。

　　8.4 贮存

　　产品应在 20 ℃ ~ 35 ℃的环境下贮存 ,贮存后应保持外观和结构的完整性 ,保质期 12个月 。超过12个月后 ,宜复测尺寸公差 、平面度和垂直度 。

　　8.5 随行文件

　　每批产品应附有随行文件 ,其中除应包括供方信息 、产品信息 、本文件编号 、出厂 日期或包装 日期

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　　外 ,还宜包括 :

　　a) 产品质量保证书 :

　　● 产品的主要性能及技术参数 ,

　　● 产品特点(包括制造工艺及原材料的特点,如物理化学性质稳定 、高均一性等) , ● 对产品质量所负的责任 ,

　　● 产品获得的质量认证及带供方检验部门检印的各项分析检验结果 。

　　b) 产品合格证 :

　　● 检验项目及其结果或检验结论 ,

　　● 批量或批号 ,

　　● 检验日期 ,

　　● 检验员签名或盖章 。

　　c) 产品质量控制过程中的检验报告及成品检验报告 。

　　d) 产品使用说明 :正确搬运 、使用 、贮存方法等 。

　　e) 其他 。

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　　附 录 A

　　(资料性)

　　铈掺杂钆镓铝石榴石多晶闪烁体阵列的化学成分

　　铈掺杂钆镓铝石榴石多晶闪烁体阵列的闪烁体组成化学式为 Ce: Gd3 (Al, Ga) 5 O12 , 主要包 括 钆(Gd) 、铝 (Al) 、镓 (Ga) 、氧 (O)及掺杂元素铈(Ce) 。其主要化学成分范围见表 A. 1。

　　表 A. 1 主要化学成分

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　　附 录 B

　　(规范性)

　　铈掺杂钆镓铝石榴石多晶闪烁体阵列中垂直度的测量

　　B. 1 原理

　　通过建立三维直角坐标系 ,测量被测要素与基准要素的空间坐标偏差 ,将被测平面的要素与基准平面进行垂直度评定 ,采用定向最小区域法计算垂直度 。

　　B.2 仪器设备

　　三坐标 测 量 机 。 其 测 量 范 围 应 覆 盖 被 测 样 品 尺 寸 , 空 间 示 值 最 大 允 许 误 差 不 大 于 2. 5 μm+L/ 300 μm ,其中 L为测量长度 ,单位为毫米 ,符合 GB/T 1958中对精密坐标测量设备的精度要求 ,并满足下列要求 :

　　— 基准平台 :平面度不大于 5 μm ,具有足够的基准稳定性 ;

　　— 测头 :红宝石球测头 ,直径不大于 2 mm ,触发力可调 ,避免损伤陶瓷表面 ;

　　— 计算机及测量软件 :应具备几何公差评定功能 ,支持定向最小区域法计算 ,符合标准中误差评定方法要求 。

　　B.3 试验步骤

　　B.3. 1 准备工作

　　用无尘布蘸取异丙醇清洁被测闪烁体的基准面(如底面) 、被测面及三坐标测量机工作台面 ,去除油污 、灰尘等杂质 。将样品基准面平稳放置于基准平台 ,通过调整支撑使基准面与测量机工作台面贴合稳定 ,避免晃动 。

　　B.3.2 建立坐标系

　　校准测头后 ,在测量软件中建立坐标系 。 以被测件基准面作为 XY 平面 ,在该面上选取不少于 3个均匀分布的点,拟合生成基准平面 。

　　B.3.3 数据采集

　　沿被测面高度方向按上 、中 、下三个截面均匀规划测量路径 ,每个截面采集不少于 5个测点,记录各点的三维坐标 。测量过程中应保持测头移动平稳 。

　　B.3.4 垂直度评定与读数

　　测量软件基于所采集的全部测点,按定向最小区域法计算被测侧面相对于基准平面的垂直度(单位为毫米) ,并输出结果 。记录该垂直度及对应侧面编号 。若被测件有多个相邻侧面需要测量 ,则应重复步骤 B. 3. 3对各侧面进行数据采集及垂直度计算 ,并分别记录读数 。

　　B.3.5 多方向验证

　　将样品绕基准面法线旋转 90°,重新安装并建立坐标系 ,按 B. 3. 2~ B. 3. 4 步骤重复测量 。最终垂直度结果取所有侧面 、所有方向上测得的最大值 。