一块闪烁晶体，创下两个“世界第一”

文摘 2024-11-21 19:19 河北

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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。（河北日报记者郭晓通）

来源：河北日报客户端

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