闪烁玻璃的研究进展

硅酸盐玻璃（S系列）通常比磷酸盐和硼酸盐具有更佳的理化性能和热稳定性，在紫外和可见光区域具有更高的透明度，是理想玻璃基质。近年来，研究者们通过掺杂SiO2–BaO–Gd2O3获得了更大透过率、更高密度和更抗辐照能力的闪烁玻璃，此外还分析了不同掺杂比例下的性能。表2给出了常见的Ce³⁺掺杂硅酸盐玻璃的性能参数。

表2.Ce³⁺ 掺杂硅酸盐玻璃的性能参数

而以B2O3和SiO2为网络形成的硼硅酸盐玻璃（BS系列）具有热膨胀系数小、抗热冲击强度高、表面硬度强和光学性能优异等优势，具有极其广阔的应用前景。研究人员通过改变掺杂物的组分和比例，获得了不同性能的闪烁玻璃，其中一部分的性能由表3给出。

表3.Ce³⁺ 掺杂硼硅酸盐玻璃的性能参数

除了上述几种氧化物玻璃，常见的基质玻璃还包括磷酸盐玻璃、钨酸盐玻璃和锗酸盐玻璃等。磷酸盐玻璃转变温度更低，而锗酸盐和钨酸盐玻璃密度大，吸收边较长，自吸收效应较强。

1.2 Ce³⁺掺杂卤化物玻璃

卤化物玻璃是以氟化物或氯化物为主要网络形成体的玻璃。卤化物玻璃的折射率低，色散低，多用作光学玻璃体系，其具有密度大、透过率和量子产率高等优势，但制备工艺难且成本较高。

1.3 Ce³⁺掺杂微晶玻璃

微晶玻璃即纳米晶复合玻璃，是在一定温度下进行晶化热处理，在玻璃内均匀地析出大量的微小晶体，形成致密的微晶相和玻璃相的多相复合体，更佳的闪烁性能是微晶相和玻璃相结合带来的，但是面临受辐照后闪烁不稳定的缺陷。

2. 闪烁玻璃合作组研制进展

随着CEPC研制的进行，高能物理研究所王贻芳、钱森、刘勇等人提出了新一代闪烁玻璃+SiPM的强子量能器设计，闪烁玻璃的相关研究也开始加速发展。2021年，高能物理研究所联合北京玻璃研究院、中国建材总院、井冈山大学、中国计量大学和哈尔滨工程大学等单位成立闪烁玻璃合作组，共同研制CEPC强子量能器用的高密度、高光产额的闪烁玻璃。