中子探測器關(guān)鍵技術(shù)和器件實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化

來源:新華網(wǎng) 2023-10-18 11:21 http://m.d-black.cn/

　　新華社廣州10月17日電（記者田建川）記者從中國科學(xué)院高能物理研究所東莞研究部獲悉，近日，中國散裂中子源探測器團(tuán)隊(duì)成功制備出高性能大面積碳化硼薄膜，實(shí)現(xiàn)了中子探測器關(guān)鍵技術(shù)和器件的國產(chǎn)化。

　　中國散裂中子源是位于廣東省東莞市境內(nèi)的大科學(xué)裝置，被譽(yù)為觀察微觀世界的“超級顯微鏡”，能在不對物質(zhì)造成破壞的前提下“看穿”材料的微觀結(jié)構(gòu)，中子探測器就是這個大科學(xué)裝置的“眼睛”。

　　據(jù)了解，此次制備出的碳化硼薄膜樣品單片面積達(dá)到1500毫米×500毫米，薄膜厚度1微米，全尺寸范圍內(nèi)厚度均勻性優(yōu)于±1.32%，是目前國際上用于中子探測的最大面積的碳化硼薄膜。該樣品由我國自主研制的磁控濺射大面積鍍硼專用裝置制備。

　　基于硼轉(zhuǎn)換的中子探測器因其優(yōu)異的性能已成為當(dāng)前國際上研究的熱點(diǎn)，隨著中國散裂中子源二期工程即將啟動，擬建的中子譜儀對大面積、高效率、位置靈敏的新型中子探測器需求緊迫。制備出高性能中子轉(zhuǎn)換碳化硼薄膜是其中最核心的技術(shù)，目前只有美國和歐洲少數(shù)幾個發(fā)達(dá)國家掌握了該項(xiàng)技術(shù)。

　　2016年，在核探測與核電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持下，中國散裂中子源探測器團(tuán)隊(duì)與同濟(jì)大學(xué)教授朱京濤合作，開始研制一臺磁控濺射大面積鍍硼專用裝置，鍍膜厚度范圍為0.01微米至5微米，同時支持單、雙面鍍膜，支持射頻和直流鍍膜。2021年6月，該裝置通過了重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)收并投入使用。

　　經(jīng)過多年的技術(shù)攻關(guān)和工藝試制，中國散裂中子源探測器團(tuán)隊(duì)攻克了濺射靶材制作、過渡層選擇、基材表面處理等對鍍膜質(zhì)量影響大的關(guān)鍵技術(shù)，利用該鍍硼專用裝置制備了多種規(guī)格的碳化硼薄膜，并成功應(yīng)用于中國散裂中子源多臺中子譜儀上的陶瓷GEM（氣體電子倍增器）中子探測器，實(shí)現(xiàn)了中子探測器關(guān)鍵技術(shù)和器件的國產(chǎn)化，為接下來研制更大面積的高性能新型中子探測器提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

原標(biāo)題：中子探測器關(guān)鍵技術(shù)和器件實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化

責(zé)任編輯：曾少林