秦超

一提起闪烁晶体“BGO”，业内人士首先想到的就是上海硅酸盐研究所。是的，正是在以严东生院士和殷之文院士等老硅酸盐人的长期坚持、不懈努力下，才有了硅酸盐所以“BGO”为代表的闪烁晶体家族的繁荣发展，使上海硅酸盐所成为无机闪烁晶体生长领域的领军者，奠定了我国无机闪烁晶体的国际地位。

无机闪烁晶体主要包含氧化物闪烁晶体和卤化物闪烁晶体两大类。氧化物闪烁晶体包括锗酸盐（如BGO）、硅酸盐（如LSO）和钨酸盐（如PWO）,卤化物闪烁晶体包括氟化物（如BaF2）和碘化物（如NaI:T1）。硅酸盐所生长的闪烁晶体主要用于高能物理、核物理研究和医疗诊断设备。

一、高能物理用闪烁晶体

1、BGO与L3。欧洲核子研究中心（CERN）于20世纪90年代建成了当时世界上能量最高的正负电子对撞机（Large Electron-Positron collider，简称LEP）。LEP周长27公里，总对撞能量为200 GeV。LEP上有ALEPH、DELPHI、L3和OPAL四个大型实验设施。其中L3实验是进行非加速器粒子物理前沿领域研究，进行宇宙线缪子和推断大气中微子能谱的精确测量，而硅酸盐所为该实验用电磁量能器提供了所需的全部12000根棱台型BGO晶体。

LEP鸟瞰 　　　　　　　　　　　　　　　L3探测器

2、PWO与LHC。2008年9月20日，世界规模最大的科学计划——欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）正式运行，开始了人类揭示宇宙起源，寻找质量之源的征程。CMS(Compact Muon Selinoid)是该强子对撞机工程的四个项目之一，从2005年5月到2008年3月，上海硅酸盐研究所共为CMS电磁能量器提供近5000根大尺寸钨酸铅晶体。上海硅酸盐研究所也因此获得了由欧洲核子中心(CERN)在瑞士日内瓦颁发的CMS Industrial Award最高奖。

钨酸铅晶体　　　　　　　　　　　　　　 CMS探测器

3、TeO₂与CUORE。暗物质（包括暗能量）被认为是当前国际宇宙研究中最具挑战性的课题。通过探测暗物质湮灭所产生的次级粒子，如中微子、正负电子对、质子、反质子等是认识暗物质的有效途径，而二氧化碲晶体是探测中微子的首选材料。而CUORE项目正是利用二氧化碲晶体作为辐射量热器来探测中微子的绝对质量与性质，该项目所用的1000块大尺寸高纯二氧化碲晶体均来自硅酸盐所。

  TeO2晶体　　　　　　　　　 双b衰变辐射量热器

4、卤化物闪烁晶体。 硅酸盐所成功地开发出具有自主知识产权的卤化物晶体非真空坩埚下降技术。其碘化铯晶体先后被美国SLAC、日本KEK和北京正负电子对撞机BESIII等国内外大型科学工程所选用；氟化铅晶体被用于德国Mainz大学建造的电子回旋加速器（MAMI）实验，这是该晶体作为Cherenkov辐射体首次在国际上获得成功运用。

二、PET用闪烁晶体

PET即正电子发射断层成像技术，是目前世界上最先进的无创伤大型分子影像诊断设备，在全身肿瘤和心脏等疾病的早期诊断与治疗方面有巨大的临床价值。上海硅酸盐研究所BGO晶体生长和PET器件组装两条生产线，是美国GE公司PET器件主供应商，同时也能为世界各地的研究机构提供异形器件产品的研制和生产。

大尺寸BGO晶体　　 　　　　　　　　 单片BGO元件

异型BGO器件　　　  　　　　　　　异型BGO器件

无机闪烁晶体无论在基础研究还是实际工作生产中都发挥着及其重要的作用，同时也与我们每个人的生活密切相关。相信在全世界材料人的共同努力下，无机闪烁晶体家族将不断添加新的成员，为全世界和全人类的发展发挥更大的作用。