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溴化镧闪烁晶体(LaBr3:Ce)是辐射探测装备关键材料 我国研制能力不断增强

2026-09-20 17:27      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击: 次

溴化镧闪烁晶体(LaBr3:Ce)是辐射探测装备关键材料 我国研制能力不断增强

  溴化镧闪烁晶体一般指铈掺杂溴化镧闪烁晶体,化学式为LaBr3:Ce。该材料以溴化镧作为基质,引入铈离子充当发光激活剂,属于无机闪烁晶体,可高效将X射线、γ射线以及高能粒子转化为可见光或紫外光,是辐射探测装备的关键核心材料。
 
  LaBr3:Ce晶体密度适中为5.1 g/cm3,具备高光输出、短衰减时间、优异能量分辨率等突出优势,同时拥有极佳的能量线性响应与快速发光特性。凭借自陷激子发光与Ce³⁺离子发光的温度互补效应,该晶体在室温至220℃的宽温区间内光输出性能稳定性优异,参数波动极小。由于材料本身具有较强吸湿性,LaBr3:Ce晶体在器件制备过程中需采用严格的气密密封封装工艺,避免潮解失效。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2026-2030年全球及中国溴化镧闪烁晶体(LaBr3:Ce)行业研究及十五五规划分析报告》显示,溴化镧闪烁晶体的主要应用场景包含石油测井、核医学成像、空间探测、国土安全、高能物理实验等。在石油测井领域,该晶体可装配于随钻测井仪器,开展中子诱导γ射线能谱测量,处于井下高温高压与反复冲击工况下仍可输出良好的能谱分析性能。
 
  在核医学领域,采用溴化镧闪烁晶体搭建的γ射线探测系统可用于硼中子俘获治疗(BNCT)剂量监测,探测硼中子俘获反应释放的478 keV伽马射线。空间探测方面,溴化镧闪烁晶体已在我国怀柔一号卫星、夸父一号卫星、问天实验舱以及多颗近月探测卫星等重大航天工程中实现应用。
 
  目前,坩埚下降法(布里奇曼法)是溴化镧闪烁晶体的主流制备工艺。该方法将高纯无水溴化镧与溴化铈原料置于密闭坩埚内加热熔融,通过精准调控坩埚或炉体在温度梯度场内的相对位移,促使熔体在籽晶表面定向形核,并沿既定结晶方向完成单晶生长。为解决传统工艺大尺寸晶体生长成品率低、均匀性不足的问题,溴化镧闪烁晶体行业逐步开发出多坩埚梯度冷凝生长、籽晶定向生长等改良技术。
 
  新思界行业分析人士表示,在我国,北京玻璃研究院有限公司实现以溴化镧为代表的稀土卤化物闪烁晶体技术突破,攻克“生长-加工-封装”全流程技术难题:自研坩埚下降炉,依托籽晶定向、结晶界面可控技术制备大尺寸高品质晶体;针对晶体易潮解、脆软特性搭建专用冷加工工艺;通过双道密封、腔体定位及薄铍金属封装技术,解决晶体潮解、位错、冲击开裂等应用痛点。
 
  河北华凯光子科技有限公司从事溴化镧铈闪烁晶体与探测器的研发、生产和销售,掌握溴化镧铈晶体核心制造技术。西安澜晶光电有限公司为西北工业大学科研成果转化企业,自主开发包含溴化镧铈在内的新一代闪烁晶体,产品性能达到甚至优于国外同类水平。
 
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