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什么是BGO晶体?

什么是BGO晶体?

锗酸铋晶体, 即 Bi4Ge3O12, 简称BGO, 是一种性能优良的多功能闪烁晶体, 无色透明,

辐射阻挡能力强,闪烁效率高 (它是探测 γ 射线效率最高的闪烁体), 并具有不易潮解的优点, 良好的加工性能, 等等, 广泛应用于高能物理, 核物理, 空间物理学, 核医学, 地质勘探等工业领域.

宇宙的形成和基本结构之谜一直是人类未解之谜. 目前的共识是宇宙是通过大爆炸形成的. 一开始, 温度非常高, 并且有电子, 重电子, “夸克” 和其他高能小粒子.

在随后的冷却过程中, 这些小粒子逐渐变成质子, 核, 和原子. 为了探索宇宙形成和演化的奥秘, 需要模拟宇宙的形成条件,追踪小粒子的条件, 从而获得宇宙形成的信息.

正负电子对撞机可用于人工模拟宇宙刚爆炸时的温度, 但是那些小颗粒是不能用常规科学手段观察到的. 所以, 一对特别的 “眼睛” 需要检测这些高能小粒子.

闪烁晶体在高能粒子的辐射下能发出可见光 (X 射线或 γ 射线, 等等). 不同于其他荧光材料 (比如荧光粉), 闪烁晶体是巨大的单晶, 它们发出的荧光可以穿透材料本身.

其他荧光材料只是粉末状微晶, 不透光. 所以, 闪烁晶体可以测量入射粒子的能量和位置,可用作 “眼睛” 用于检测高能粒子.

BGO晶体由于其高密度是一种理想的闪烁晶体材料, 良好的化学稳定性, 不溶于水或有机溶剂, 和高机械强度. 生长高质量的 BGO 晶体, 必须满足以下条件: 高纯度原料, 严格比例, 恶劣的生长环境, 和氧化气氛.

现在, BGO单晶主要采用提拉法和坩埚下降法生长. 自从第一颗GBO单晶在 1965, BGO晶体实现跨越式发展, 不仅广泛应用于高能物理和核医学成像领域, 在核燃料扫描和地质勘探中也发挥了重要作用.

随着BGO发光特性的发现, 其闪烁特性及其作为 X 射线检测材料的应用, γ射线, 正电子和带电粒子如雨后春笋般涌现. 所有这些研究的物质基础是首先制备BGO晶体.

BGO晶体已占据超过 50% PET市场份额, 晶体还用于大规模生产高能物理和空间物理实验中的闪烁体探测器, 核反应堆运行监测等领域.

如何简单理解BGO晶体? 让我们通过一个简短的视频了解它.

https://www.youtube.com/watch?v=koXA-d7k5xA

通过这个视频, 我们可以清楚地了解BGO晶体的用途, BGO晶体加工过程中应该使用哪些工具. 许多生产晶体的公司使用激光切割和外切来加工晶体. 或内径切割, 以及后来出现的线环切割. 线环切割处于当前技术的前沿,已在中韩两国广泛应用. 例如, 中国上海硅酸盐研究所采用金刚石线环切割技术加工BGO晶体.

随着科学技术的发展, 晶体加工技术不断改进. 希望科技在成长的同时,各行各业的发展蓬勃发展.