NaI(Tl)是一种性能优良的传统的无机闪烁晶体，对Χ射线和γ射线均有良好的分辨能力，可探测Χ、γ射线的能量和强度。NaI(Tl) 晶体的发光效率在所有与光电倍增管耦合的闪烁晶体中是最高的，通常被定义为100%，其它闪烁晶体的发光效率则以其相对于NaI(Tl) 发光效率的百分数来表示。该晶体除了具有出色的发光性能外， 还有较高的能量分辨率，在发光波段没有自吸收，且易于生长大尺寸晶体，制造成本低，还可通过热锻工艺得到大尺寸和异形晶体，自20世纪60年代初投入使用至今已有40多年的历史，广泛应用于石油地质勘探、核医学、高能物理、环境监测、工业CT等领域，其间不但未被新型闪烁晶体所取代，而且需求量多年来呈整体上升趋势，始终保持着在无机闪烁晶体中产量和用量领先的地位。
NaI(Tl)单晶体是以NaI为基质材料掺以适当浓度的碘化铊（TlI）生长而成，其中Tl+作为激活离子，在吸收射线能量后成为发光中心。晶体生长方法一般采用坩埚下降法或提拉法。热锻NaI(Tl)晶体是在一定的温度和压力下通过塑性形变而成，晶体在发生塑性形变后，由于位错的不断交互和增殖，形成了位错多边化和亚晶粒结构，改善了原单晶易沿（100）面解理的特性，从而提高了其抗温度冲击和机械震动的能力，而闪烁性能不受影响。此外，通过热锻工艺更易于制备各种复杂几何形状和大尺寸的晶体，如六边形、矩形等以及长度超过200mm的晶体。
应用领域 1、石油勘探领域：多年来，NaI(TI)晶体一直在石油勘探领域得到广泛应用，这主要取决于其出色的发光性能和较小的温度效应。在核测井中，晶体工作在地下4000米左右深处，要承受地下1500C-2000C的高温和一定的冲击震动，因此要求闪烁体要有较高的发光效率，及较小的温度效应。目前应用在该领域的晶体规格最大为Φ62 mm×302 mm，并且由于焊接封装窗口的成功开发，晶体的整体质量达到国际先进水平，可在175℃的条件下使用。
2、环境监测用晶体：这个领域主要是行业界对生产、生活、工作环境、野外核辐射的监测。所用晶体尺寸小，无高温要求，但对晶体的闪烁性能及密封性要求较高。目前应用在该领域的晶体规格为φ5mm×5mm～Φ80 mm×80mm之间。
3、核医学用晶体：这个领域使用的晶体分为两种。
⑴ 同位素治疗仪用晶体：这种晶体尺寸较小，但加工复杂（圆柱纵、横向需要打孔），加工时废品较多，对加工设备有较高的要求。目前多家核医疗仪器公司应用多种井型晶体产品，规格在φ50mm×60mm左右。
⑵ γ相机用晶体：此种晶体为薄圆片形，由于其尺寸大，难加工，成品率极低，目前国内无一家公司生产。“六五”期间晶体院曾立项进行Φ330mm×12mm NaI(TI)晶体的研究，并提供样品进行了相关性能测试，积累了一定的研制经验。现生产的核医学用晶体常用规格为φ1mm×3mm～Φ160 mm×90mm之间。
4、工业CT用晶体：继计算机断层扫描（CT）技术在医疗诊断上获得应用后，CT技术工业应用的发展引人注目。与超声、射线照相等传统方法相比，工业CT的检测速率快、分辨率高、测量工件不接触被测部位，其工作不受被测物的温度、内部压力或表面状况的影响，可实现对被测物体的无损伤检测。
工业CT正在迈入工业生产过程的在线实时质量控制和工业设备的在线安全检查等领域。例如：（1）冶金行业的钢水流动速度、钢板的厚度及缺陷检验。（2）直缝钢管、锅炉焊管、螺旋钢管的在线及焊接检测。（3）汽车、摩托车轮毂及各种零件在线检测。（4）烟草行业条装在线检测。（5）压力容器在线检测。（6）橡胶行业飞机、汽车轮胎在线检测等。该技术已广泛应用于国防、冶金、石油化工、机械制造、橡胶塑料等行业。目前工业CT的探测器所采用的晶体主要有NaI(TI)、BGO 和CWO。目前应用在工业CT领域的NaI(TI)晶体规格为φ8mm×5mm～Φ30 mm×25mm之间。
5、核物理：长期以来，核物理研究中需要的探测器，主要使用NaI(TI)。开始时每个探测器只有一支NaI(TI)晶体，最后达到Φ500 mm×500mm，另一个改进是采用许多NaI(TI)晶体做成的列阵。
6、高能物理：高能物理中需要闪烁晶体的尺寸和数量都很大。早期，美国斯坦福大学直线加速器采用的“晶体球”是大型NaI(TI)探测器的典型代表之一，它是由672个NaI(TI)晶体单元做成的一个内径为25厘米的球。后来，随着CsI(TI)和 BGO晶体生长技术的成熟，其逐渐取代NaI(TI)晶体在高能物理领域得到应用。相对于NaI(TI)晶体，CsI(TI)和 BGO密度大、辐射长度短、不吸潮、读出采用光电二极管，比光电倍增管体积小，所以更适合在高能物理方面的应用。例如西欧核子研究中心采用BGO建造了电磁量能器，在Crystal Barrel中采用了大量CsI(TI)晶体；日本京都大学采用540根70mm×70mm×300mm纯CsI晶体建造了一个探测器；我国中科院高能物理研究所在05年对正负电子对撞机的改造工程中也大量使用了CsI(TI)晶体。
