一块闪烁晶体,创下两个“世界第一” 一块闪烁晶体,创下两个“世界第一”
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2025-07-06 00:51:25
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11月13日,河北涿越光电科技有限公司实验室内,技术人员对闪烁晶体进行检测。 河北日报记者郭晓通摄

碘化钠等闪烁晶体是能将高能粒子或射线转为可见光的物质,被人们形象地比喻为能看得见高能粒子或射线的“眼睛”。听上去“高大上”的闪烁晶体,出产于张家口市涿鹿县经济开发区的一家公司,最近,该公司还有了新突破。

11月13日上午,河北涿越光电科技有限公司的实验室内,公司总经理罗希勇与技术人员正对一块闪烁晶体进行检测。记者看到,这块晶体外表像一块很大的蜡,半透明状,在灯光照射下,整块晶体通体发亮。

“这块晶体是从我们整块闪烁晶体割下的四分之一。”罗希勇颇为自豪地说,他们以坩埚下降法生产出的碘化钠晶体,体积为1000mm*1000mm*260mm,重量800公斤,创造了碘化钠晶体在尺寸和重量两个方面的世界第一。

在展柜里,摆放着被铝合金、不锈钢、钛合金等材料包裹的各种闪烁晶体元件,元件呈圆柱形或方形,小的如一粒纽扣,大的像一台笔记本电脑。“大到航空航天设备,小到医疗器械、行李安检机,关键部位都能用到闪烁晶体。”罗希勇说,作为新材料,国内使用的超大尺寸闪烁晶体,在过去较长的一段时间都依赖进口。

生产超大尺寸闪烁晶体难在哪?罗希勇介绍,碘化钠晶体在生长过程中,体积越大,越容易开裂,造成产品缺陷,这是行业公认的难题。“国内一般工艺生长出的碘化钠晶体呈圆锥形,晶体直径在100—150mm之间,直径能达到200mm以上极其困难。”罗希勇说,超大尺寸碘化钠晶体,一度成为国内闪烁晶体生产企业难以翻越的“高山”。

让闪烁晶体“长”大,并不是简单延长生产周期。

“就像做米饭,做1公斤米饭和100公斤米饭的区别不仅仅是换个大锅、多放些米。做的米饭多,保证每粒米均匀受热的难度将呈指数级增长。”罗希勇形象地说,超大尺寸闪烁晶体对生长环境的要求更严苛,涉及装备升级、工艺升级,以及碘化钠从液态变为固态过程中系统性的控制,还要提升外围设备运行环境的稳定性和可靠性。

研发过程,并不顺利。“等待了三个多月,打开第1炉,看到的晶体像碎冰糖一样,里面布满了蜘蛛网一样的细纹,白辛苦了。”罗希勇说,之后又是一炉接一炉的试验品。

在公司副总经理李荣达眼里,研发超大尺寸的闪烁晶体耗时、耗力,还耗钱。“一炉失败了,就要损失80多万元。”李荣达说,新品研发无技术借鉴及参考,只能在失败中摸索经验,这个过程很煎熬,罗希勇的满头黑发变成了花白。

设计特殊的晶体生长炉,盯紧装料、装炉、晶体生长、晶体退火等过程。年复一年的资金投入,日复一日的技术改进。“到第56炉的时候,成了!”罗希勇介绍,2023年12月,他们成功出炉了1000mm*1000mm*260mm的碘化钠晶体,各项指标符合要求,填补了我国超大尺寸碘化钠闪烁晶体生产的空白。

原标题:一块闪烁晶体,创下两个“世界第一”

编辑:张沛    责编:周希     审核:肖玲

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