Кристаллы германата висмута Bi₄Ge₃O₁₂ (BGO) — сцинтилляционный материал, широко применяемый в ядерной физике, физике высоких энергий, геофизике (каротаж скважин), низкофоновой спектрометрии, в ядерной медицине и в других областях.
Цикл производства сцинтилляционных элементов на основе кристаллов BGO в ИНХ СО РАН включает синтез исходного сырья, выращивание кристаллов, изготовление элементов и детекторов и их тестирование. Основные процессы, лежащие в основе производства, базируются на собственных разработках Института. В первую очередь — это низкоградиентная технология роста кристаллов, автоматизированная ростовая аппаратура, а также синтез особо чистого оксида висмута. Система контроля всех стадий производственного процесса и тестирование конечной продукции обеспечивает гарантированное качество производимых детекторных элементов.

 

Основные параметры кристаллов BGO, выращиваемых в ИНХ

Размеры	диаметр до 130 мм, длина до 450 мм
Энергетическое разрешение	~9,0—9,8% по γ-излучению с энергией 662 кэВ (137Cs) для цилиндров диаметром 50 мм и высотой 150 мм
Оптическое пропускание	Длина поглощения около 7—15 м для λ=480 нм
Радиационная стойкость	Деградация светового выхода под действием гамма-радиации дозой 106 рад не более 15—30%

 

Уникальная комбинация свойств кристаллов обеспечивают возможность их применения для всего спектра приложений BGO. Кристаллы, экспортируемые Институтом, используются в ведущих научных центрах мира, среди которых Европейское космическое агентство, Окриджская и Лос-Аламосская национальные лаборатории США, канадский ядерный центр TRIUMPF, подземная лаборатория Гран Cacco в Италии, университет Тохоку в Японии и другие.

Регулярным потребителем производимых ИНХ матричных сборок кристаллов BGO для позитронно-эмиссионных медицинских томографов (PET) является корпорация GE Healthcare.

Кристаллы BGO и сцинтиблоки на их основе поставляются российским организациям, занимающимся геологоразведкой, системами обнаружения взрывчатых веществ и промышленной томографией.

Контактная информация

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН,
просп. Ак. Лаврентьева, 3,
Новосибирск, 630090.
Тел/факс: (383) 330 7230
E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. ; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Bismuth Germanate Bi₄Ge₃O₁₂ (BGO) crystals are scintillation material widely used in high energy physics, nuclear physics, PET and many other fields.

Crystal Growth Lab of the Institute produces large size BGO crystal parts for years. The BGO crystals are grown by the original Low Thermal Gradient Czochralski technique, which was developed in the Institute for growth of nearly perfect oxide crystals.

Ultra-High Purity bismuth oxide produced in the NIIC is used for crystal growth. Control of all stages of bismuth oxide synthesize provides reproducible high radiation hardness of crystal, which depends on the presence of sub ppm impurities. 

The advantages of BGO produced by the NIIC are as follows:

Ingot sizes:	up to 130 mm in diameter and up to 450 mm in length
Energy resolution:	FWHM ~9.0—9.8% at 662 keV γ-rays for 2'' dia. × 6'' height BGO cylinders
Transmission properties:	The attenuation length about 7—15 m at λ=480 nm for top quality material
Radiation hardness:	BGO with light output degradation not more then 15—30% under gamma 106 rad dose is available

 

 

Examples of supplies of BGO crystals for scientific projects:

• Crystals for the BGO veto shield for the Imager IBIS as one of two main gamma-ray instruments on board of the ESA mission INTEGRAL (The INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory). In orbit The shielded area is about 8000 cm². Until now in orbit.
• Crystals for the BGO anticoincidence system of the PoGOLite balloon-borne soft gamma-ray polarimeter successfully launched in 2013. Total crystal mass is more 300 kg.
• 12 600 crystals for 4π EM-calorimeter installed at Tohoku University in 2010-2013 (>1800 kg totally).
• Radiation hard BGO crystals for ASTRO-H astronomy satellite to be launched in 2015/2016 under development by the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) with participation ESA and NASA. Total crystal mass is about 400 kg.

Contacts

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry SB RAS
Acad. Lavrentyev ave., 3, Novosibirsk, Russia, 630090
Phone: (383) 330 7230
E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. ; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.