Cos'è il cristallo BGO?
Cristallo di germanato di bismuto, vale a dire Bi4Ge3O12, denominato BGO, è un cristallo di scintillazione multifunzionale con buone prestazioni, incolore e trasparente,
Ha una forte capacità di blocco delle radiazioni e un'elevata efficienza di scintillazione (È uno scintillatore con la massima efficienza nel rilevare i raggi γ), e presenta i vantaggi di non facile deliquescenza, buone prestazioni di lavorazione, eccetera., ed è ampiamente utilizzato nella fisica delle alte energie, fisica Nucleare, fisica spaziale, medicina nucleare, esplorazione geologica e altri settori industriali.
I misteri della formazione e della struttura di base dell'universo sono sempre stati misteri irrisolti per l'umanità. L'attuale consenso è che l'universo si sia formato attraverso il big bang. All'inizio, la temperatura era molto alta, e c'erano gli elettroni, elettroni pesanti, “quark” e altri ad alta energia di piccole particelle.
Durante il successivo processo di raffreddamento, queste piccole particelle diventano gradualmente protoni, nuclei, e atomi. Per esplorare i misteri della formazione e dell'evoluzione dell'universo, è necessario simulare le condizioni di formazione dell'universo e tracciare le condizioni di piccole particelle, in modo da ottenere le informazioni sulla formazione dell'universo.
Il collisore positrone-positrone può essere utilizzato per simulare artificialmente la temperatura dell'universo quando è appena esploso, ma quelle piccole particelle non possono essere osservate con mezzi scientifici convenzionali. Perciò, un paio di speciali “occhi” sono necessari per rilevare queste piccole particelle ad alta energia.
I cristalli di scintillazione possono emettere luce visibile sotto la radiazione di particelle ad alta energia (Raggi X o raggi γ, eccetera.). A differenza di altri materiali fluorescenti (come i fosfori), i cristalli di scintillazione sono enormi cristalli singoli, e la fluorescenza da essi emessa può penetrare nel materiale stesso.
Altri materiali fluorescenti sono solo cristalliti in polvere, che sono opachi alla luce. Perciò, i cristalli di scintillazione possono misurare l'energia e la posizione delle particelle incidenti e possono essere usati come “occhi” per il rilevamento di particelle ad alta energia.
Il cristallo BGO è un materiale cristallino a scintillazione ideale grazie alla sua alta densità, buona stabilità chimica, insolubile in acqua o solventi organici, ed elevata resistenza meccanica. Per coltivare cristalli BGO di alta qualità, devono essere soddisfatte le seguenti condizioni: materie prime di elevata purezza, rapporto stretto, ambiente di crescita difficile, e atmosfera ossidante.
Attualmente, I monocristalli BGO vengono coltivati principalmente con il metodo di trazione e il metodo discendente del crogiolo. Da quando il primo cristallo singolo GBO è stato coltivato con successo 1965, I cristalli BGO hanno subito uno sviluppo in avanti, e non solo sono stati ampiamente utilizzati nei campi della fisica delle alte energie e dell'imaging della medicina nucleare, ma ha anche svolto un ruolo importante nella scansione del combustibile nucleare e nell'esplorazione geologica.
Con la scoperta delle proprietà luminescenti di BGO, le sue proprietà di scintillazione e la sua applicazione come materiale di rivelazione per i raggi X, raggi g, sono sorti positroni e particelle cariche. La base materiale per tutti questi studi è preparare prima i cristalli di BGO.
I cristalli BGO hanno occupato più di 50% della quota di mercato del PET, e i cristalli sono utilizzati anche nella produzione su larga scala di rivelatori a scintillatore negli esperimenti di fisica delle alte energie e di fisica spaziale, monitoraggio del funzionamento del reattore nucleare e altri campi.
Come capire semplicemente i cristalli BGO? Scopriamolo attraverso un breve video.
https://www.youtube.com/watch?v=coXA-d7k5xA
Attraverso questo video, possiamo capire chiaramente l'uso dei cristalli BGO, e quali strumenti dovrebbero essere utilizzati nel processo di lavorazione del cristallo BGO. Molte aziende che producono cristalli utilizzano il taglio laser e il taglio esterno per elaborare i cristalli. O il taglio del diametro interno, e il taglio ad anello di filo che è venuto dopo. Il taglio ad anello di filo è all'avanguardia della tecnologia attuale ed è stato ampiamente utilizzato in Cina e Corea del Sud. Per esempio, lo Shanghai Institute of Silicate in Cina utilizza la tecnologia di taglio ad anello con filo diamantato per elaborare i cristalli BGO.
Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, la tecnologia di elaborazione del cristallo è stata continuamente migliorata. Si spera che lo sviluppo di vari settori possa prosperare mentre la tecnologia è in crescita.
