金刚石探测器材料研制与中子探测性能研究

邵思武,朱肖华,修青磊,陈良贤,李成明,孙志嘉,郭彦召,朱志甫,刘金龙,胡婷婷,魏俊俊

Vacuum Electronics（2021）

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Abstract

核技术领域快中子监测需要探测器具有耐辐照、快响应和耐高温等特点.相比于其它探测器,金刚石探测器具有体积小、抗辐照能力强、时间响应快等优点,目前国内市场上成熟的探测器产品均采用国外的探测器级金刚石材料.本文基于市售的高温高压单晶晶种,采用氧原子等离子体净化实现杂质并入的控制,获得了低杂质含量的高质量单晶金刚石.金刚石经封装后应用于中国散裂中子源进行中子监测试验,实现了对中子脉冲的能量监测.探测器的中子飞行时间谱显示出明显的脉冲分辨,由于C-12原子核与高能中子高的散射截面,在飞行时间谱上产生了对应的共振峰结构,且中子飞行时间谱显示出较高的可靠性,受探测器波动的影响较小,表明当前的金刚石探测器能够满足快中子束流监测的需求.

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