闪烁晶体

闪烁晶体是指在X射线和射射线等高能粒子的撞击下，能将高能粒子的动能转变为光能而发出闪光来自的晶体。

• 中文名 闪烁晶体
• 外文名 Scintillation crystals
• 代表物质 卤化物、钨酸盐、硅酸盐
• 主要功能 用于x射线、高能粒子的探测

概念定义

　　闪烁晶体是指高能粒子的撞击下，能将高能粒子的动能转变为光能而发出闪光的晶体。

　　X射来自线可以用来进行医疗诊断、360百科工业探伤和物质分析等，但人们而据洋材你士修况损完高是看不见X射线的，可是当它照射到一个荧光屏上就会发出荧光来，这样医生极够丝协若由提就看到了X射线透视人体的情配免轮房整需防语配夫况，同样质量检验员就可了解到被检物体内部质量有没有问兵影连师题，这个荧光屏就起到了把人眼看不见的X光转变成看得见的光线的作用。这些能居境刚脚教灯挥交在X射线照射下激发出荧光来的材料叫做闪烁材料，当然闪烁材料除了在X射线照射下会发出荧光外，其他像放射性同位素蜕变产生的高能射线如α射线、β射线照射它时也会发出荧光来。

　　人们利用闪烁材种爱黑料的这种特性做成了测量各种射线的探测器，即当高能射线照射到探测器上后，闪烁材料便发出荧光，起德射线愈强，发出的荧光愈强，这荧短总把胶掉光被光电转换系统接收并转变成电信号，经过电子线路处理后，便能在指示器上指示大而齐燃有孙出来，因此人们将这种探测器比喻为看得见X射线和其他高能射线的"眼睛"。

　危原更演影互只布　通常应用的闪烁晶体材料都是用人工方法培育出来的，种类也很多，从化学成分来讲有氧化物、卤化物(包括碘化物在房当话、氟化物)等。

应用领域

　　闪烁晶体可用于x射线、γ射线、中子及其他高能粒子的探测，以闪烁晶体为核心的井轴怎年掌细行之尼损是探测和成像技术已经在核医学、高能物理、安全检查、工业无损探伤、空间物理及核探矿等方面得到了广圆脸十茶区助有运案泛的应用。

高能物理

　　由于高能物理实验的前沿之一将是研究更高能量(~TeV级甚至更高)的辐射，装置很大，需要晶体数量很多，因而要求闪烁晶体不仅具有高密度(≥7g/cm)、快衰减(15~50ns)和高抗辐福难石第照(~1TeV)等特性外，而且价格低廉。对光产额要求，相对较低。对这类闪烁晶体的研究和开发难度很大，特别具有挑战性。主要的任务有:

　　(1)研制新的高密度、快衰减闪烁晶体有两条途径。其一是，寻找新的高密度且适于Ce掺入的较低熔点(如<1300℃)的单晶基质材料，如含稀土的钨酸盐类;其二是，根据交叉以洋热教事杂聚波发光机理(Cross Lumi传引认示找星久得距湖跟nesecence)，寻找新行策格燃求磁鸡缺的低芯带材料，可从高密度氟化物中筛选。

　　(似日个永量2)对高密度的Cherenkov晶体材料进行改性，使其成为闪烁晶体，如PbF2、NaBi(WO4)2等晶体。

　　(3)优化已发现的掺Ce高密度晶体的性能，从文献报道来看，有价值的材料主要集中在掺Ce的稀土硅(铝)酸盐，如GSO:Ce、LuAP:Ce、LSO:Ce以及Lux(RE)1-xAP:Ce等。

　　(4)设法降低高熔点全稀土闪烁晶体的生长成本，如改进生长工艺参数提高单产量和合格率，进行技术革新降低生产成本。

核医学成像

　　核医学成像领域需要质量更高、成本更低的闪烁晶体。如目前正电子发射型计算机断层显像(PET)首选的闪烁晶体-Bi4Ge3O12(BGO)昂贵的价格是使PET的价格(上百万美元)高居不下的因素之一。同时，为进一步提高空间分辨率，有必要提高BGO晶体的光学质量，消除当中的微小散射颗粒。

工业CT

　　进一步提高批量生产的CdWO4晶体的宏观完整性，解决个体间性能差异较大的问题。对于高光产额且不易开裂的闪烁晶体，如CsI:Tl晶体，则需要开发大截面(>15×15cm)且具有较好均匀性的晶体，用于制作大平面CT或CCD相机。

研究现状

　　同国外相比，中国闪烁晶体从业的科研人员较少。闪烁晶体方面的人才培养单来自位只有上海硅酸盐所等个别单位，而且晶体生长和性能研究方面结合得还不够紧密。另外，自主开发的新型闪烁晶体较少，特别是在高熔360百科点、高性能的闪烁晶体的研制方面还十分薄弱。在闪烁晶体的产业化运作方面，尚存许多问题，与俄罗斯的BTCP相比，市场竞争能力还相对较弱。

　　就应用而言，中国闪烁晶体探测器件的制造单位还大多采用NaI:Tl或CsI:Tl等少数几种晶体，性能更为优的闪烁晶体使用较少，甚至尚未使用用闪烁晶体。在工业CT和PE针T制造方面，中国尚处于井善轻否谈试制阶段。不过，中国在闪烁探测器和整机的制造方面，正在加强开发力度。

　　中国将借助天宫二号的晶体生长平台，开展CsI晶体空间晶体生长实验，重点研究微重力与晶体组分分凝的关系。探索空间微重力条件下固熔体晶体的组分分凝的特点，研究掺杂CsI晶体中掺杂离子分布均匀性与微重力条件的关系。