闪烁体吸收高能粒子或射线后发光,是重要的辐射探测材料。闪烁体包括无机闪烁体、有机闪烁体两大类,前者又包括无机晶体闪烁体、气体闪烁体、玻璃闪烁体等类型,后者又包括有机晶体闪烁体、塑料闪烁体、液体闪烁体等类型。闪烁光纤,是将无机闪烁体或者有机闪烁体加工制成直径不同的光纤,主要由芯层、包层两部分组成。
按照形状来划分,闪烁光纤可以分为圆形闪烁光纤、方形闪烁光纤两大类;按照包层数量来划分,闪烁光纤可以分为单包层闪烁光纤、多包层闪烁光纤两大类;按照材质来划分,闪烁光纤可以分为塑料闪烁光纤、玻璃闪烁光纤等类型。
塑料闪烁光纤的芯层一般采用聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙烯(PS)、聚α-甲基苯乙烯(PaMS)等材料添加有机荧光体制成,是塑料闪烁光纤的核心组成部分;包层一般采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、含氟聚合物(FP)等折射率低的材料制成。塑料闪烁光纤具有光衰减时间短、光传输性能好、物理化学性质稳定、机械强度高、耐振动、耐高温、耐潮湿等优点。
玻璃闪烁光纤采用全无机玻璃闪烁体经拉伸等工艺制造而成,为进一步提高产品性能,通常会在其中掺杂铈(Ce)、铽(Tb)等元素,可提升成像分辨率、空间分辨率等。玻璃闪烁光纤具有透明度高、发光衰减时间短、化学性质稳定、耐腐蚀、耐潮湿、耐高低温、成本较低等优点。
闪烁光纤可以广泛应用在高能物理、中子成像、粒子甄别、工业计量、医学成像、追踪探测、安全检查、宇宙探索等领域。中子探测是闪烁光纤的主要应用领域,除此之外,闪烁光纤也可以用于α射线、β射线、γ射线、X射线等探测方面。由此来看,闪烁光纤拥有巨大的潜在应用市场可供挖掘。
新思界
行业分析人士表示,在全球范围内,闪烁光纤相关生产企业与科研院所主要有美国圣戈班(Saint-Gobain Crystals)、日本可乐丽(Kuraray)以及中国科学院西安光学精密机械研究所、武汉理工大学等。现阶段,与无机闪烁晶体相比,闪烁光纤应用比例低、市场规模小,但未来随着科技进步,其需求有望逐步增长。