目前，全球已在進行或即將開始進行探測暗物質(zhì)的實驗項目約20個，預計能在4到5年內(nèi)探測到暗物質(zhì)粒子。通過探測暗物質(zhì)湮滅所產(chǎn)生的次級粒子，如中微子、正負電子對、質(zhì)子、反質(zhì)子等是認識暗物質(zhì)的有效途徑，而二氧化碲晶體是探測中微子的首選材料。CUORE項目正是利用二氧化碲晶體作為輻射量熱器來探測中微子的絕對質(zhì)量與性質(zhì)。

該專利采用二次晶體生長制備方法獲得高純度二氧化碲單晶，尤其是U、Th等放射性雜質(zhì)含量可降低至10-13g/g，因而使得上海硅酸鹽所成為大型中微子探測項目(CUORE項目)所需核心探測材料的全球唯一供應(yīng)商。

在核物理領(lǐng)域，有關(guān)中微子的實驗一直是世界關(guān)注的科學前沿。然而，中微子(靜)質(zhì)量到底是多少，不同種類的中微子之間又是怎么轉(zhuǎn)化的，仍然是一個尚待解決的基本科學問題。

目前，雙β衰變?yōu)橹形⒆咏^對質(zhì)量的測量提供了唯一的實驗方法。二氧化碲(TeO2)晶體不但是一種具有高品質(zhì)因子的聲光晶體，還是一種具有雙β衰變特性的中微子探測用晶體。由于130Te的自然豐度為33.8%，不必對其進行濃縮，成本低，因而TeO2晶體成為目前雙β衰變源的首選。

由多國科學家共同合作的中微子探測前沿科學項目CUORE(CryogenicUndergroundObservatoryforRareEvents，低溫地下觀測稀有物理現(xiàn)象)正是利用998塊TeO2單晶陣列來探測中微子的絕對質(zhì)量與性質(zhì)，以解開科學界極為重要的暗物質(zhì)之謎。作為雙β衰變源的TeO2晶體，其要求是尺寸大(不低于50mm×50mm×50mm)、純度高(非故意摻雜雜質(zhì)濃度低于10-7g/g，放射性雜質(zhì)如U、Th等濃度低于10-13g/g)。

目前，上海硅酸鹽所中試基地氧化碲組已向CUORE項目提供1000多塊高純二氧化碲單晶，實現(xiàn)創(chuàng)匯500多萬美元。高純二氧化碲單晶作為一種大尺寸優(yōu)質(zhì)二氧化碲單晶新產(chǎn)品，先后于2010年和2011年獲得上海市和國家重點新產(chǎn)品計劃資助，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

這一國際領(lǐng)先的科研成就，不僅有助于提升我國在暗物質(zhì)探測領(lǐng)域的國際影響力，也能對我國的中微子探測以及暗物質(zhì)探測起到積極的推動作用。

(關(guān)鍵字：二氧化碲 美國專利 TeO2)