本申请提供一种射线存储发光材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括：根据射线存储发光材料的通式中的x、y、z的取值，确定钡化合物、锶化合物、铕化合物、溴化合物、氟化铵及碘化铵的摩尔比；根据摩尔比，称取各种原料，取出称取的碘化铵中的第一预设量与称取的其余原料进行研磨混匀，获得第一混合研磨体；对第一混合研磨体进行第一次烧结，获得第一烧结体；将研磨成粉末的第一烧结体中加入剩余碘化铵进行多次烧结，获得目标烧结体；将目标烧结体研磨成粉末，获得射线存储发光材料。本申请所述的制备方法，可以制备得到射线存储发光材料，该射线存储发光材料的发光强度更高、粒度小且分布集中，同时形貌更为规则。