玲珑剔透、光彩夺目的金刚石以及五颜六色的天然宝石都是自然界出产的晶体。在人类文明的漫长进程中，由于宝石的瑰丽、罕见、珍贵，古代人们曾把它佩带在身上，作为克邪护身的法宝，后来则被用来制作戒指、耳环、项琏等装饰品，美化人们的生活。

闪烁晶体

1、高能物理用闪烁晶体

2、核医学成像用闪烁晶体

3、工业CT用闪烁晶体

4、国内闪烁晶体开发中存在的问题

闪烁晶体

晶体物质由于具有各种各样的特性，所以还是各种技术用的重要材料，特别是在近代由于新技术的飞速发展，要求具有各种性能的晶体材料，而自然界蕴藏的晶体不论在质量上、数量和品种上都满足不了需要，因此科学家就模拟自然界的成矿条件，采用人工方法来培育晶体，这就叫做人工晶体。

人工晶体种类繁多，真是五花八门，这里要介绍的是近年来日益受到人们青睐的一大类晶体--闪烁晶体。

说到闪烁晶体，人们会感到陌生。我们知道，当高速度运动的电子流轰击某些固体物质时，被轰物体能发生一种看不见的电磁波，叫做X光，X光的穿透本领是很大的，无论是人体的组织，还是几厘米厚的钢板，它们都能畅通无阻，因此可用来进行医疗诊断、工业探伤和物质分析等，但从X光管发出的X光，人们是看不见的，可是当它照射到一个荧光屏上就会发出荧光来，这样医生就看到了X光透视人体的情况，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。这些能在X光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光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，射线愈强，发出的荧光愈强，这荧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出来，因此人们将这种探测器比喻为看得见X光和其他高能射线的"眼睛"。

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、氟化物)等。

1、高能物理用闪烁晶体

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，根据交叉发光机理（Cross Luminesecence），寻找新的低芯带材料，可从高密度氟化物中筛选。

（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。

2、核医学成像用闪烁晶体

需要进一步提高现有闪烁晶体的质量，大幅度降低生产成本。如目前PET首选的闪烁晶体—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的光学质量，消除当中的微小散射颗粒。

3、工业CT用闪烁晶体

进一步提高批量生产的CWO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。

4、国内闪烁晶体开发中存在的问题

同国外相比，我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，我们自主开发的新型闪烁晶体较少，特别是在高熔点、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，尚存在这样或那样的问题，与俄罗斯的BTCP相比，市场竞争能力还相对较弱。

就应用而言，国内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PET制造方面，我国尚处于试制阶段。不过，令人欣慰的是，我国在闪烁探测器和整机的制造方面，正在进行合作（营），加强了开发的力度。