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中国散裂中子源是位于广东省东莞市的大型科学设施。 它被称为观察微观世界的“超级显微镜”。 它可以“看穿”材料的微观结构,而不会对材料造成损坏。 中子探测器是这个大型科学装置的“眼睛”。
据了解,本次制备的碳化硼薄膜样品单个面积为1500毫米×500毫米,薄膜厚度为1微米,全尺寸范围内厚度均匀性优于±1.32%。 目前它在世界范围内用于中子探测。 最大面积的碳化硼薄膜。 该样品采用我国自主研发的磁控溅射大面积镀硼专用装置制备。
基于硼转换的中子探测器因其优异的性能已成为国际研究的热点。 随着中国散裂中子源二期工程即将启动,拟建的中子能谱仪将用于大面积、高效率,迫切需要新型位置敏感中子探测器。 制备高性能中子转换碳化硼薄膜是其核心技术。 目前,只有美国和欧洲少数发达国家掌握了这项技术。
2016年,在核探测与核电子学国家重点实验室的支持下,中国散裂中子源探测器团队与同济大学朱景涛教授合作,研发了磁控溅射大面积镀硼专用装置。 厚度范围为0.01微米至5微米,支持单双面镀膜,支持射频、直流镀膜。 2021年6月,装置通过重点实验室验收并投入使用。
中国散裂中子源探测器团队经过多年的技术攻关和工艺试制,攻克了溅射靶材制作、过渡层选择、基体表面处理等对镀层质量影响较大的关键技术,利用该专用装置镀硼。 制备了多种规格的碳化硼薄膜,并成功应用于中国散裂中子源多中子能谱仪陶瓷GEM中子探测器,实现了中子探测器关键技术和器件。 探测器的国产化为后续研制新型、更大面积、高性能中子探测器提供了强有力的技术支撑。
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