閃爍晶體市場(chǎng)概況

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1、閃爍晶體市場(chǎng)概況閃爍體是指在高能粒子或射線(如X射線、γ射線等)的作用下能夠發(fā)出脈沖光的物體。它是光電功能材料，被廣泛用于高能物理、核物理、空間物理、核醫(yī)學(xué)、地質(zhì)勘探、安全檢查以及國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域。閃爍體在地球物理探礦中有廣泛應(yīng)用，一般通過(guò)60Co發(fā)出γ射線，通過(guò)另一地方接收到的信號(hào)就可以分析礦床情況；在石油勘探方面閃爍體發(fā)揮著重要作用；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，利用γ射線制成手術(shù)刀，監(jiān)測(cè)γ射線的也是閃爍體；在焊接大型高壓容器，宇航設(shè)備等無(wú)損探傷方面閃爍體也都起著關(guān)鍵作用；在機(jī)場(chǎng)安全檢查以及貨運(yùn)集裝箱的檢查中廣泛

2、采用閃爍體作為探測(cè)器。下圖給出了閃爍晶體的產(chǎn)業(yè)鏈及其應(yīng)用領(lǐng)域。注： 影像檢測(cè)醫(yī)療器材：如全身正子攝影儀、單光子攝影儀、加馬攝影儀、X光攝影儀 醫(yī)藥研究：臨床前動(dòng)物實(shí)驗(yàn)攝影儀，如micro-PET、micro-SPECT、micro-CT 農(nóng)業(yè)生技：水果蟲害檢測(cè)、農(nóng)作物營(yíng)養(yǎng)吸收與成長(zhǎng)等非破壞性檢測(cè) 工業(yè)檢測(cè)：核能與太陽(yáng)能等能源工業(yè)元件非破壞性檢測(cè) 安全檢測(cè)：機(jī)場(chǎng)、海關(guān)安全檢查，貨柜安全檢查 輻射防護(hù)：上述應(yīng)用區(qū)域皆需輻射防護(hù)設(shè)備，環(huán)境監(jiān)控儀器 圖2LSO:Ce閃爍晶體圖片二、行業(yè)基本狀況及趨勢(shì)目前，

3、閃爍晶體的發(fā)展正處于一個(gè)新的上升時(shí)期。近年來(lái)，在高能物理和空間研究、醫(yī)學(xué)成像以及迅猛發(fā)展的工業(yè)檢測(cè)和安全檢察等眾多高技術(shù)裝備中正在愈來(lái)愈多地出現(xiàn)閃爍晶體的身影，閃爍晶體與人們愈走愈近。國(guó)際上，從事閃爍晶體的開發(fā)工作的單位很多，如俄羅斯的BTCP，烏克蘭的Amcrys-H，法國(guó)Crismatec，德國(guó)的Korth,MolecularTechnology，美國(guó)的Bicron，Optovac，Rexon和CTI，英國(guó)的Hilger-Crystals，日本的OhyoKokenKoyo和Shin-EtsuC

4、hemical，捷克的Crytur，中國(guó)的SIC(上海硅酸鹽所)和BGRI(北京玻璃研究院)等。目前，從生產(chǎn)規(guī)模上看俄羅斯BTCP和中國(guó)上海硅酸鹽所處于領(lǐng)先水平。國(guó)內(nèi)從事閃爍晶體生長(zhǎng)和性能研究的單位也很多，但具有批量生產(chǎn)能力的單位卻為數(shù)不多。近十年來(lái)，北京玻璃研究院與上海硅酸鹽所聯(lián)合或各自獨(dú)立地參與了多項(xiàng)國(guó)際高能物理工程，確立了中國(guó)在國(guó)際閃爍晶體領(lǐng)域的重要地位，并樹立了良好的國(guó)際形象。目前大批量生產(chǎn)的多數(shù)大尺寸閃爍晶體都是從熔體中生長(zhǎng)的，采用的方法有Czochralski法(晶體提拉法)和Brid

5、gnian-Stockbarger(坩堝下降法)。國(guó)外主要采用第一種方法，而且主要靠提拉大截面晶體毛坯的辦法降低生產(chǎn)成本。國(guó)內(nèi)的批量生產(chǎn)則主要采用下降法，包括真空石墨坩堝下降法和大氣鉑坩堝下降法，前者主要用于生長(zhǎng)鹵化物晶體，后者主要用于生長(zhǎng)氧化物晶體。其中，大氣鉑坩堝下降法更具特點(diǎn)，一臺(tái)爐子可一次生長(zhǎng)多根甚至數(shù)十根晶體，產(chǎn)量高、成本低，具有產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)。由于研制、開發(fā)、應(yīng)用時(shí)間上的差別以及自身性能、價(jià)格等因素的不同，各種閃爍晶體的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)程度不盡相同。1、NaI:Tl晶體因發(fā)現(xiàn)早、使用面廣，所以生

6、產(chǎn)單位較多，產(chǎn)量較大，而且多數(shù)生產(chǎn)單位直接將其做成器件。烏克蘭的Amcrys-H公司可提拉生長(zhǎng)尺寸達(dá)(50x70cm3,重達(dá)500Kg的NaI:Tl晶體毛坯。2、BGO晶體BGO晶體是一種多功能晶體。作為閃爍晶體，在很多應(yīng)用領(lǐng)域，如高能物理、核醫(yī)學(xué)成像等，它已取代了或部分取代了NaI:Tl,CsI:Tl晶體。由上海硅酸鹽所提供全部晶體(共11,380根)建造的L3裝置，是目前高能物理研究中使用BGO晶體最多的裝置。由于價(jià)格低廉的新型閃爍晶體PWO的成功開發(fā)以及CSI:TI輻照硬度的提高，最大量使用

7、BGO晶體的領(lǐng)域已從高能物理逐漸轉(zhuǎn)向了核醫(yī)學(xué)成像。目前，BGO晶體已成為PET首選閃爍晶體。美國(guó)GE公司已經(jīng)向上海硅酸鹽所訂購(gòu)了價(jià)值3000多萬(wàn)美元的BGO晶體，用于制作PET機(jī)。3、CSI:TI晶體20世紀(jì)80年代，人們就注意到了CSI:TI晶體的優(yōu)點(diǎn)：發(fā)射光譜可與體積比光電倍增管小的硅光二極管匹配，輻照長(zhǎng)度較NaI:Tl晶體短以及較弱的吸濕性等。近幾年來(lái)，該晶體由于抗輻照能力得到提高而倍受青睞，被先后用于CESR的CLEO11，LEAR的C.Barrel,SLAC的BaBar,KEK的BELL

8、E等探測(cè)器中，數(shù)量近4萬(wàn)根，約5噸多重。我國(guó)的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(BEPC)即將進(jìn)行升級(jí)改造，也已選用了CsI:Tl晶體，所需數(shù)量約8000根，重約3噸。4、BaF2晶體自1982年BaF2晶體的快發(fā)光分量被發(fā)現(xiàn)以后，國(guó)際高能物理界聯(lián)合有關(guān)晶體生長(zhǎng)單位進(jìn)行了大規(guī)模的研究，并在不久以后被確定為超級(jí)超導(dǎo)對(duì)撞機(jī)(SSC)用閃爍晶體(總數(shù)達(dá)16,200根)。值得一提的是，在此期間，北京玻璃研究院采用真空石墨坩堝下降法生長(zhǎng)的BaF2樣品被SSC工程晶體專家組評(píng)議為“世界上最好的，晶體性能達(dá)到