碘化鈉介紹：
NaI(T1)是一種性能優良的傳統 的無機閃爍晶體，對X射線和Y射線 均有良好的分辨能力，可探測X、Y射 線的能量和度。
NaI(T1)晶體的發光效率在所有與光電倍增管耦合的 閃爍晶體中是最高的，通常被定義為100％，其他閃爍晶體的發光效率則以其相對于NaI(T1)發光效率的百分數來表示。
該晶體除了具有出色的發光性能外，還有較高的能量分辨率，在發光波段沒有自吸收，且易于生長大尺寸晶體，制造成本低，還可通過熱鍛工藝得到大尺寸和異形晶體。
自20世紀60年代初投入使用至今已有40 多年的歷史，廣泛應用于石油地質勘 探、核醫學、高能物理、環境監測、工業CT等領域，其間不但未被新型閃 爍晶體所取代，而且需求量多年來呈 整體上升趨勢，始終保持著在無機閃 爍晶體中產量和用量領先的地位。
NaI(T1)單晶體是以NaI為基質 材料摻以適當濃度的碘化鉈(TII)生 長而成，其中TI 作為激活離子，在吸收射線能量后成為發光中心。晶體生長方法一般般采用坩堝下降法或提拉法。
熱鍛NaI(T1)晶體是在一定的溫 度和壓力下通過塑性形變而成，晶體 在發生塑性形變后，由于位錯的不斷交互和增殖，形成了位錯多邊化和亞晶粒結構，改善了原單晶易沿(1，0， 0)面解理的特性，從而提高了其抗溫 度沖擊和機械震動的能力，而閃爍性 能不受影響。
此外，通過熱鍛工藝更易于制備各種復雜幾何形狀和大尺寸的晶體，如六邊形、矩形等以及長度超過 200ram的晶體。
摻鉈碘化鈉晶體（Thallium doped sodium iodide crystal, NaI:Tl）是一種性能優良的閃爍晶體。這種晶體是以碘化鈉（NaI）為基質材料添加適當濃度的激活劑鉈（Tl）生長而成，其最大發光波長在415nm，可與常見規格光電倍增管的光陰極很好地匹配。
NaI:Tl閃爍體是一種無色透明晶體，對自身發光基本無吸收。因其密度較大，有效原子序數較高，對X射線和Γ射線有較強的吸收能力和較高的能量分辨率，因此在放射探測中占有重要的地位，它是地礦、石油、煤炭、醫療、安檢、工業CT和環境檢測等探測儀器中的重要基礎材料。
1.物理參數：
2.吸水性：
在0℃時100ml水能溶解158.7g碘化鈉，因此晶體具有很強的吸濕性，易潮解。為避免潮解，晶體必須必須密封在帶有光學窗口的金屬盒中使用。
3.NaI:Tl閃爍體的光輸出是隨溫度變化的參數。
在室溫25℃時達到最大值，隨著溫度升高或下降都會降低。在使用中，其光輸出將隨環境溫度條件變化，如圖1。
圖1 NaI:Tl晶體的光輸出隨溫度變化曲線
4、發射光譜：
NaI:Tl閃爍體的發光光譜顯示發光在415nm達到最大值。發光波長與激活劑的含量有關，隨著含量增加略向長波方向移動。
5、發光效率：
發光效率指閃爍體將吸收的核輻射能量轉變為光的本領，在閃爍性能測試中的參數是光輸出。NaI:Tl晶體的光輸出在所有與光電倍增管耦合的傳統閃爍晶體中是最高的，故常將其做為100%。其余晶體的發光效率均以其相對于NaI:Tl晶體的百分數來表示。
6、能量分辨率：
NaI:Tl晶體的能量分辨率一般在7%-10%之間（對銫-137）。能量分辨率是衡量閃爍體能量分辨的能力，用百分數表示，其數值越小分辨率越高。不同的應用場合，晶體長徑比有不同的需求。隨晶體長徑比增大，能量分辨率將有所下降。能量分辨率與晶體質量（透明度、均勻性）、晶體尺寸、晶體形狀、封裝質量、使用溫度等都有關系。
圖2 NaI:Tl晶體能量分辨率隨溫度變化曲線
表1 不同核素下NaI:Tl晶體的能量分辨率
1.常溫晶體：
對于銫137放射源，晶體分辨率≤8%，若要求7%以內需要篩選。使用溫度-40℃ -- 80℃。
2.高溫晶體：
對于銫源，晶體分辨率≤8%，由于高溫晶體多用于石油測井，部分晶體長徑比較大，對于這類晶體，一般能量分辨率在7%--9%之間。使用溫度-60℃--175℃，可根據需求訂制耐溫200℃晶體。
3.高溫抗震晶體：
震動指標： 20g rms 30Hz~300Hz(隨機)，30g 50Hz~300Hz(正弦)，振幅7.5mm；沖擊指標：500g/0.5ms半正弦沖擊，持續時間6ms。
4.薄片晶體：
常用于低能檢測。
5.井型晶體：
多用于醫療設備元件
6.一體化探頭：
晶體與光電倍增管直接耦合，提高探測效率，能適應各種使用環境。
1、石油勘探領域
多年來，NaI(T1)晶體一直在石油 勘探領域得到廣泛應用，這主要取決于 其出色的發光l生能和較小的溫度效應。 在核測井中，晶體探測器工作在地下 4000米左右深處，要承受地下150~C～ 200℃的高溫和一定的沖擊震動，因 此要求閃爍晶體要有較高的發光效率，及較小的溫度效應。
2、環境監測用晶體
這個領域主要是行業界對生產、 生活、工作環境、野外核輻射的監測。 所用晶體尺寸小，無高溫要求，但對晶 體的閃爍性能及密封性要求較高。
3、核醫學用晶體
同位素治療儀用晶體：這種晶體尺寸較小，但加工復雜(圓柱縱、橫 向需要打孔)，加工時廢品較多，對加工設備有較高的要求。
4、工業CT用晶體
繼計算機斷層掃描(CT)技術在醫療診斷上獲得應用后，CT技術工業應用的發展引人注目。與超聲、射線照相等傳統方法相比，工業CT的檢測速率快、分辨率高、測量工件不接觸被測部位，其工作不受被測物的溫度、內部壓力或表面狀況的影響，可實現對被測物體的無損傷檢測。工業CT正在邁人工業生產過程的在線實時質量控制和工業設備的在線安全檢查等領域。例如：(1)冶金行業的鋼水流動速度、鋼板的厚度及缺陷檢驗。(2)直縫鋼管、鍋爐焊管、螺旋鋼管的在線及焊接檢測。(3)汽車、摩托車輪轂及各種零件在線檢測。(4)煙草行業條裝在線檢測。(5)壓力容器在線檢測。(6)橡膠行業飛機、汽車輪胎在線檢測等。該技術已廣泛應用于國防、冶金、石油化工、機械制造、橡膠塑料等行業。
5、核物理
長期以來，核物理研究中需要的探測器，主要使用NaI(T1)。
性能特點：
1、由于NaI(T1)晶體較小的溫度效應，因此在石油勘探領域的應用將隨著開采需求的增加而持續增長，大尺寸、耐高溫、抗沖擊震動是該領域NaI(T1)閃爍晶體的發展方向。
2、工業CT的發展方興未艾，其應用領域正日益擴展。NaI(T1)晶體憑借較高的能量分辨率和相對低的生產成本，將會在該領域得到持續發展。
3．由于Nal(T1)易于獲得高質量的大尺寸晶體，因此在核醫學領域特別是Y相機用晶體方面將會繼續得到應用。
晶體定向知識-為何晶體要定向
晶體結構即晶體的微觀結構，是指晶體中實際質點（原子、離子或分子）的具體排列情況。自然界存在的固態物質可分為晶體和非晶體兩大類，固態的金屬與合金大都是晶體。晶體與非晶體的最本質差別在于組成晶體的原子、離子、分子等質點是規則排列的（長程序），而非晶體中這些質點除與其最相近外，基本上無規則地堆積在一起（短程序）。金屬及合金在大多數情況下都以結晶狀態使用。晶體結構是決定固態金屬的物理、化學和力學性能的基本因素之一。
晶系
已知晶體形態超過四萬種，它們都是按七種結晶模式發育生長，即七大晶系。晶體是以三維方向發育的幾何體，為了表示三維空間，分別用三、四根假想的軸通過晶體的長、寬、高中心，這幾根軸的交角、長短不同而構成七種不同對稱、不同外觀的晶系模式：等軸晶系，四方晶系，三方晶系，六方晶系，斜方晶系，單斜晶系，三斜晶系。
晶面
晶面指數（indices of crystal face）是晶體的常數之一，是晶面在3個結晶軸上的截距系數的倒數比，當化為整數比后，所得出的3個整數稱為該晶面的米勒指數（Miller index）。六方和三方晶系晶體當選取4個結晶軸時，一個晶面便有4個截距系數，由它們的倒數比所得出的4個整數則稱為晶面的米勒—布拉維指數（Miller Bravais indices）。以上兩種指數一般通稱為晶面指數
在晶體中，原子的排列構成了許多不同方位的晶面，故要用晶面指數來分別表示這些晶面。晶面指數的確定方法如下：
1．對晶胞作晶軸X、Y、Z，以晶胞的邊長作為晶軸上的單位長度；
2．求出待定晶面在三個晶軸上的截距（如該晶面與某軸平行，則截距為∞）
3．取這些截距數的倒數，例如 110，111，112等；
4．將上述倒數化為最小的簡單整數，并加上圓括號，即表示該晶面的指數，一般記為（hkl），例如（110），（111），（112）等。
晶向
晶向是指晶體的一個基本特點是具有方向性，沿晶格的不同方向晶體性質不同。布拉維點陣的格點可以看成分列在一系列相互平行的直線系上，這些直線系稱為晶列。同一個格點可以形成方向不同的晶列，每一個晶列定義了一個方向，稱為晶向。
標志晶向的這組數稱為為晶向指數。
由于晶體具有對稱性，有對稱性聯系著的那些晶向可以方向不同，但它們的周期卻相同，因而是等效的，這些等效晶向的全體可用尖括號< α β γ >來表示。對于立方系，晶向[100]、[010]、[001]及其相反晶向就可以用<100>表示，其它晶系不適用。
立方晶系的晶向指數可用[uvw]來表示。其確定步驟為:
(1)選定晶胞的某一陣點為原點,以晶胞的3條棱邊為坐標軸,以棱邊的長度為單位長度;
(2)若所求晶向未通過坐標原點,則過原點作一平行于所求晶向的有向直線;
(3)求出該有向直線上距原點最近的一個陣點的坐標值u、v和w;
(4)將三個坐標值按比例化為最小整數,依次放入方括號[]內,即為所求晶向指數
