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碘化铯闪烁晶体能吸收外来射线能量使原子、分子电离和激发，退激时发射出荧光光子。CsI（Tl）晶体的密度较大（ρ=3.67g/cm），而且高原子序数的碘占重量的85%，所以对γ射线的探测效率特别高，同时相对发光效率大；它的发射光谱最强波长为415nm左右，能与光电倍增管的光谱响应较好匹配。此外，晶体的透明性也很好，测量γ射线时能量分辨率也是闪烁体中较好的一种。
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