锦屏深地核天体物理实验(Jinping Underground Nuclear Astrophysics lab,简称JUNA)项目将在中国锦屏深地实验室开展恒星平稳氦燃烧阶段关键的(α,γ)和(α,n)反应,以及恒星平稳氢燃烧阶段关键的(p,γ)和(p,α)反应的直接测量。该项目需要一个高探测效率的4π阵列γ探测器和本底极低的实验环境。考虑到锗酸铋(Bi4Ge3O12,简称BGO)的探测效率高,阻止本领强,放射性本底低和不易潮解等优良性能,JUNA项目计划研制一套BGO探测器阵列,用于(α,γ)和(p,γ)反应的γ射线探测。我们为BGO探测器阵列设计了两种方案,然后通过对两种方案的12C(a,γ)16O实验能谱模拟,确定采用由八块梯形组成的阵列方案。然后通过对相对效率的计算,确定将探测器阵列的长度设计为250 mm。为了测试上海硅酸盐研究所生产的BGO晶体是否满足我们的实验要求,我们先组装了一台BGO原型机,并用其进行了能量分辨率测试。测试结果表明硅酸盐研究所生产的BGO晶体能量分辨率和稳定性等性能达到世界先进水平,满足我们要求。由于JUNA项目对实验环境本底的要求极高,我们又用原型机进行了本底测试,并根据测试结果,对实验使用的屏蔽体进行了改善。最终,我们设计出了基本达到实验要求的屏蔽方案。由于BGO晶体的光产额对温度敏感,用BGO探测器探测γ射线时,温度的变化会导致γ能谱峰位的漂移和能量分辨率的变化。国内外针对这一问题的研究所使用的BGO的尺寸都比较小,为了探究温度对大尺寸BGO探测器测量的影响,我们用自己设计并制作了简易制冷系统,先后对尺寸为4 cm×4 cm×3 cm和6 cm×8 cm×25 cm的BGO晶体进行了降温,用137Cs源测量了其γ能谱峰位和能量分辨率,对BGO探测器性能随温度的变化关系进行了研究。结果表明:在我们测试的温度区间内,BGO探测器的γ能谱峰位与温度呈良好的线性关系,能量分辨率随温度的降低而提高。通过这次测试,我们对BGO的温度特性有了一定认识,也为将来研制BGO探测器阵列和地下实验测量积累了数据。