北玻院溴化鑭晶體器件助力中科院GECAM雙星計劃
來源：一輕院 時間：2019-01-15
近期，北京玻璃研究院中標(biāo)中國科學(xué)院高能物理研究所溴化鑭晶體封裝件采購項目。按照項目要求，北京玻璃研究院將為中國科學(xué)院高能物理研究所訂制大尺寸溴化鑭晶體（76×15mm）封裝件80套。
據(jù)悉，北京玻璃研究院本次訂制的大尺寸溴化鑭晶體封裝件將被應(yīng)用于中國科學(xué)院引力波暴高能電磁對應(yīng)體全天監(jiān)測器項目（簡稱GECAM）。
GECAM項目示意圖
GECAM系中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“空間科技（二期）”空間探測項目，由中科院高能物理研究所牽頭承擔(dān)和實施，計劃2020年發(fā)射運行，將是空間先導(dǎo)二期最早發(fā)射的衛(wèi)星。為了兼顧2020年發(fā)射的機遇窗口以及項目的先進性，GECAM項目以成熟技術(shù)為主，同時采用自主創(chuàng)新的探測器技術(shù)以及新穎的準(zhǔn)實時天地通訊手段，其發(fā)射運行將使我國在引力波以及電磁對應(yīng)體探測研究領(lǐng)域快速占據(jù)重要的一席之地。
引力波電磁對應(yīng)體示意圖
GECAM包含兩顆微小衛(wèi)星，運行于600公里高度的低地球軌道，每顆衛(wèi)星搭載多個探測器監(jiān)測除地球遮擋之外的全部天區(qū)，軌道面相同、軌道相位相反（即兩顆衛(wèi)星總是位于地球的兩側(cè)），以保證兩顆衛(wèi)星可聯(lián)合檢測全部天區(qū)，形成捕捉引力波伽瑪暴的天網(wǎng)。
溴化鑭晶體封裝器件系列產(chǎn)品
溴化鑭晶體（LaBr3）作為GECAM主探測器的探測材料，閃爍性能優(yōu)異但易潮解，使用時需要進行嚴(yán)苛的密封封裝。針對GECAM雙星計劃的引力波低能X射線探測要求，大尺寸溴化鑭晶體LaBr3晶體封裝件的封裝材料、入射窗口、封裝結(jié)構(gòu)、封裝工藝等需同時滿足航天的力學(xué)、熱真空、輻照等特殊空間環(huán)境條件，在國內(nèi)尚無先例的情況下，北京玻璃研究院積極組織專家討論溝通并確定溴化鑭晶體航天標(biāo)準(zhǔn)封裝方案。經(jīng)過百余次的反復(fù)試驗摸索，北京玻璃研究院的溴化鑭晶體封裝件樣品順利通過了耐熱真空、熱循環(huán)、抗震性能和沖擊性等多項航天測試鑒定。
溴化鑭晶體航天標(biāo)準(zhǔn)封裝件技術(shù)突破，國內(nèi)外文獻鮮有報道，因此，北京玻璃研究院在吸濕性閃爍晶體封裝技術(shù)發(fā)展道路上邁出了重要一步，具有里程碑式的意義，也為北京玻璃研究院中標(biāo)中國科學(xué)院高能物理研究所溴化鑭晶體封裝件采購項目、成功助力中國科學(xué)院GECAM雙星計劃奠定了堅實基礎(chǔ)。
引力波知識科普：
引力波是彎曲時空中的漣漪，是現(xiàn)代物理理論基石之一的廣義相對論的預(yù)言，是檢驗自然規(guī)律、洞察宇宙的重要手段。近年來，引力波相關(guān)研究取得了一系列突破性進展。2015年激光干涉引力波天文臺（LIGO）首次發(fā)現(xiàn)引力波。2017年LIGO和Virgo（室女座引力波天文臺）以及全球幾十臺望遠(yuǎn)鏡首次發(fā)現(xiàn)引力波及其電磁對應(yīng)體。這兩次發(fā)現(xiàn)是人類觀測和認(rèn)識宇宙的革命，標(biāo)志著人類進入了“多信使引力波天文學(xué)”的新時代。
引力波的發(fā)現(xiàn)獲得了2017年度諾貝爾物理學(xué)獎。引力波及其電磁對應(yīng)體是當(dāng)前及今后很長時期內(nèi)物理學(xué)和天文學(xué)的研究前沿，將產(chǎn)生一系列重大科學(xué)突破。2020年地面引力波探測器將達(dá)到設(shè)計靈敏度，預(yù)期發(fā)現(xiàn)大量的引力波事件，屆時將是探測研究引力波電磁對應(yīng)體的重要機遇窗口。然而，現(xiàn)有的探測引力波高能電磁對應(yīng)體（主要是X射線和伽馬射線，簡稱引力波伽馬暴）的空間望遠(yuǎn)鏡綜合性能不足，容易錯失寶貴的發(fā)現(xiàn)機會。
為了抓住引力波研究的重大機遇，中國科學(xué)院高能物理研究所于2016年提出GECAM項目，它具有全時全天視場、高靈敏度、良好的定位精度和寬能段覆蓋的綜合優(yōu)勢，同時具備在軌觸發(fā)定位以及準(zhǔn)實時下傳觸發(fā)信息的能力，可及時引導(dǎo)空間和地面望遠(yuǎn)鏡的后隨觀測，其對引力波伽馬暴的綜合探測性能全面超過現(xiàn)有的或?qū)脮r將運行的觀測設(shè)備。
文獻參考：
GECAM雙星計劃：捕捉引力波高能輻射的天網(wǎng)http://www.ihep.cas.cn/kxcb/kpwz/201807/t20180705_5037624.html
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