1. 定義:

1>閃爍晶體

       在X射線和射射線等高能粒子的撞擊下，能將高能粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽芏�發(fā)出閃光的晶體。
       晶體物質(zhì)由于具有各種各樣的特性，所以還是各種技術(shù)用的重要材料，特別是在近代由于新技術(shù)的飛速發(fā)展，要求具有各種性能的晶體材料，而自然界蘊(yùn)藏的晶體不論在質(zhì)量上、數(shù)量和品種上都滿足不了需要，因此科學(xué)家就模擬自然界的成礦條件，采用人工方法來培育晶體，這就叫做人工晶體。
       人工晶體種類繁多，真是五花八門，這里要介紹的是近年來日益受到人們青睞的一大類晶體--閃爍晶體。
       說到閃爍晶體，人們會(huì)感到陌生。我們知道，當(dāng)高速度運(yùn)動(dòng)的電子流轟擊某些固體物質(zhì)時(shí)，被轟物體能發(fā)生一種看不見的電磁波，叫做X光，X光的穿透本領(lǐng)是很大的，無(wú)論是人體的組織，還是幾厘米厚的鋼板，它們都能暢通無(wú)阻，因此可用來進(jìn)行醫(yī)療診斷、工業(yè)探傷和物質(zhì)分析等，但從X光管發(fā)出的X光，人們是看不見的，可是當(dāng)它照射到一個(gè)熒光屏上就會(huì)發(fā)出熒光來，這樣醫(yī)生就看到了X光透視人體的情況，同樣質(zhì)量檢驗(yàn)員就可了解到被檢物體內(nèi)部質(zhì)量有沒有問題，這個(gè)熒光屏就起到了把人眼看不見的X光轉(zhuǎn)變成看得見的光線的作用。這些能在X光照射下激發(fā)出熒光來的材料叫做閃爍材料，當(dāng)然閃爍材料除了在X光照射下會(huì)發(fā)出熒光外，其他像放射性同位素蛻變產(chǎn)生的高能射線如α射線、β射線照射它時(shí)也會(huì)發(fā)出熒光來，人們利用閃爍材料的這種特性做成了測(cè)量各種射線的探測(cè)器，即當(dāng)高能射線照射到探測(cè)器上后，閃爍材料便發(fā)出熒光，射線愈強(qiáng)，發(fā)出的熒光愈強(qiáng)，這熒光被光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)接收并轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，經(jīng)過電子線路處理后，便能在指示器上指示出來，因此人們將這種探測(cè)器比喻為看得見X光和其他高能射線的“眼睛”。
       通常應(yīng)用的閃爍晶體材料都是用人工方法培育出來的，種類也很多，從化學(xué)成分來講有氧化物、鹵化物(包括碘化物、氟化物)等。

2. 分類：

1>高能物理用閃爍晶體

       由于高能物理實(shí)驗(yàn)的前沿之一將是研究更高能量（～TeV級(jí)甚至更高）的輻射，裝置很大，需要晶體數(shù)量很多，因而要求閃爍晶體不僅具有高密度（≥7g/cm）、快衰減（15～50ns）和高抗輻照（～1TeV）等特性外，而且價(jià)格低廉。對(duì)光產(chǎn)額要求，相對(duì)較低。
       對(duì)這類閃爍晶體的研究和開發(fā)難度很大，特別具有挑戰(zhàn)性。主要的任務(wù)有：
       （1）研制新的高密度、快衰減閃爍晶體有兩條途徑。其一是，尋找新的高密度且適于Ce摻入的較低熔點(diǎn)（如<1300℃）的單晶基質(zhì)材料，如含稀土的鎢酸鹽類；其二是，根據(jù)交叉發(fā)光機(jī)理（Cross Luminesecence），尋找新的低芯帶材料，可從高密度氟化物中篩選。
       （2）對(duì)高密度的Cherenkov晶體材料進(jìn)行改性，使其成為閃爍晶體，如PbF2、NaBi(WO4)2等晶體。
       （3）優(yōu)化已發(fā)現(xiàn)的摻Ce高密度晶體的性能，從文獻(xiàn)報(bào)道來看，有價(jià)值的材料主要集中在摻Ce的稀土硅（鋁）酸鹽，如GSO:Ce、LuAP:Ce、LSO:Ce以及Lux(RE)1-xAP:Ce等。
       （4）設(shè)法降低高熔點(diǎn)全稀土閃爍晶體的生長(zhǎng)成本，如改進(jìn)生長(zhǎng)工藝參數(shù)提高單產(chǎn)量和合格率，進(jìn)行技術(shù)革新降低生產(chǎn)成本。

2>核醫(yī)學(xué)成像用閃爍晶體

       需要進(jìn)一步提高現(xiàn)有閃爍晶體的質(zhì)量，大幅度降低生產(chǎn)成本。如目前PET首選的閃爍晶體—BGO昂貴的價(jià)格是使PET的價(jià)格（上百萬(wàn)美元）高居不下的因素之一。同時(shí)，為進(jìn)一步提高空間分辨率，有必要提高BGO的光學(xué)質(zhì)量，消除當(dāng)中的微小散射顆粒。

3>工業(yè)CT用閃爍晶體

       進(jìn)一步提高批量生產(chǎn)的CWO晶體的宏觀完整性，解決個(gè)體間性能差異較大的問題。對(duì)于高光產(chǎn)額且不易開裂的閃爍晶體，如CsI:Tl晶體，則需要開發(fā)大截面（>15×15cm）且具有較好均勻性的晶體，用于制作大平面CT或CCD相機(jī)。

3. 國(guó)內(nèi)閃爍晶體開發(fā)中存在的問題

       同國(guó)外相比，我國(guó)閃爍晶體從業(yè)的科研人員較少。閃爍晶體方面的人才培養(yǎng)單位只有上海硅酸鹽所等個(gè)別單位，而且晶體生長(zhǎng)和性能研究方面結(jié)合得還不夠緊密。另外，我們自主開發(fā)的新型閃爍晶體較少，特別是在高熔點(diǎn)、高性能的閃爍晶體的研制方面還十分薄弱。在閃爍晶體的產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作方面，尚存在這樣或那樣的問題，與俄羅斯的BTCP相比，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力還相對(duì)較弱。
       就應(yīng)用而言，國(guó)內(nèi)閃爍晶體探測(cè)器件的制造單位還大多采用NaI:Tl或CsI:Tl等少數(shù)幾種晶體，性能更為優(yōu)的閃爍晶體使用較少，甚至尚未使用閃爍晶體。在工業(yè)CT和PET制造方面，我國(guó)尚處于試制階段。不過，令人欣慰的是，我國(guó)在閃爍探測(cè)器和整機(jī)的制造方面，正在進(jìn)行合作，加強(qiáng)了開發(fā)的力度。