做 CT、工業探測都會用到“光的翻譯官”，現在再一次升級！-辟謠-漫步新聞-陪你看看

你做過 CT 檢查嗎？想象一下你去醫院做 CT 檢查，機器轉動，射線穿透你的身體，最終在電腦上形成清晰的內部圖像。

而這個過程中，有一個默默無聞卻至關重要的“幕後英雄”——它能把看不見的射線（如 X 光）“翻譯”成儀器可以捕捉的可見光信號，從而讓我們“看見”其內部結構。這個關鍵部件就是“光的翻譯官”——閃爍屏。

高透明玻璃態閃爍屏（圖片來源：《自然通訊》）

這位“翻譯官”本領很大，不僅在醫學影像（如 CT、PET）中大顯身手，也在工業探傷——比如檢測飛機零件、輸油管道裂縫，以及地質勘探尋找石油和礦藏等領域發揮着關鍵作用。它的核心使命就是將肉眼無法直接捕捉的高能射線攜帶的信息，準確無誤地“翻譯”成易讀取的可見光圖像。

“翻譯官”遇上難題：

快中子成像的模糊困擾

在衆多亟待“翻譯”的輻射類型中，快中子可謂是“硬核代表”。它沒有電荷，不易被電磁場干擾，卻擁有極其強大的穿透力，能夠輕鬆穿透厚重的金屬外殼，甚至高密度的大型設備。與 X 射線相比，快中子更能揭示輕元素（如氫、碳）的分佈，因此在探測大型工業設備內部的微小缺陷或複雜材料結構時具備獨特優勢。

在快中子成像系統中，閃爍屏同樣充當“翻譯官”的角色。快中子穿過被檢測物體，攜帶着物體內部結構信息，撞擊到閃爍屏上。閃爍屏裏的特殊物質（通常是氫含量豐富的）受到中子撞擊後，會產生高速運動的質子（反衝質子），這些質子再把能量沉積到閃爍屏中的發光中心，最終激發出可見光。這些可見光被相機捕捉，就形成了我們看到的圖像。

但是，問題來了！傳統的快中子閃爍屏，大多是由細小的熒光粉末顆粒混合在高分子中製成的，這就好比讓光信號在一個充滿無數細小障礙物的迷宮裏穿行。光線在無數粉末顆粒的邊界上來回反射、散射，原本清晰的“信息光”被攪得支離破碎。這樣的散射損耗，嚴重束縛了快中子成像這雙“透視眼”的真正實力，導致成像時畫面分辨率大幅下降，細節被抹去，很難分辨設備內部微小裂紋或層次結構。

快中子成像系統裝置示意圖。快中子穿過被測樣品和屏蔽層，輻射到閃爍屏上激發其發光，然後通過CCD接收圖像信息。（圖片來源：《自然通訊》）

打造透明“玻璃翻譯官”，

給快中子射線戴上“高清眼鏡”

如何解決這個“模糊”難題？如果能讓閃爍屏像玻璃一樣高透明，內部不再充斥着散射顆粒，光線在裏面暢行無阻，沒有來回碰壁，如此一來，成像自然就清晰了！傳統的粉末混合材料顯然不行，我們需要全新的材料和結構設計。

來自中國科學院理化技術研究所的研究團隊（孫承華研究員團隊等）聯合中國原子能研究院賀林峯團隊另闢蹊徑，將目光投向了一類有機-無機雜化金屬鹵化物體系。他們設計併合成了一種新型快中子閃爍屏——透明玻璃態錳基雜化金屬鹵化物。

高透明玻璃態閃爍屏（圖片來源：中國科學院理化技術研究所研究團隊）

這種新型快中子閃爍屏十分巧妙：

一是“一身兼二職”的單組分設計：它既是富含氫元素的“中子捕手”（有機部分），又是高效的“發光中心”（錳-溴無機單元）。傳統閃爍屏混合兩種材料，必然產生界面散射；而這種新材料是均質的單相玻璃態，顯著降低了內部散射，從而提升成像清晰度。

二是“凍結的無序”的玻璃態狀態：團隊利用“熔融淬冷”工藝，在材料裏的分子整齊排列成晶體前就快速冷卻固化，將體系定格爲均勻且無序的玻璃態。材料整體像玻璃一樣透明（可見光透過率超過 70%），這意味着光信號可以幾乎不受阻礙地直接穿過，散射損耗顯著降低。與此同時，玻璃態製備工藝簡單可擴展，可製得大尺寸、可定製形狀的閃爍屏；材料本身韌性高、耐用性好，適合複雜工業環境。

三是“翻譯”效率高：這種高透玻璃的發光效率（PLQY）超過 85%，這意味着它能將接收到的中子能量高效地轉化爲可見光信號，爲成像系統提供充足、清晰的光輸出。

形狀可控的透明閃爍屏，上行爲日光照射，下行爲紫外光照射（圖片來源：《自然通訊》）

效果如何？清晰度飆升！

這種新型透明玻璃閃爍屏在快中子成像應用中的表現令人驚喜：

分辨率高是最大的突破！它的空間分辨率達到了 5lp/mm，意味着在 1mm 的寬度上，能清晰分辨出 5 對黑白相間的細線！這遠高於目前報道的其他快中子閃爍屏，更是將傳統商用閃爍屏（分辨率約 2 lp/mm）遠遠甩在身後！同時，它在快中子下發出的可見光信號強度，是相同厚度的傳統商用的 3 倍！亮度更高，圖像自然更清晰，也意味着成像曝光時間更短、所需中子劑量更低。