中國粉體網(wǎng)訊  近日，中國散裂中子源（CSNS）探測器團(tuán)隊(duì)利用自主研制的磁控濺射大面積鍍硼專用裝置，成功制備出滿足中子探測器需求的高性能大面積碳化硼薄膜樣品，單片面積達(dá)到1500mm×500mm，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。

高性能大面積碳化硼薄膜樣品

中子探測器是一種用于檢測和測量中子輻射的儀器，其一直被視為核科學(xué)和粒子物理學(xué)研究的關(guān)鍵設(shè)備。而基于硼轉(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)，如何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)，目前也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)。

經(jīng)過多年技術(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。

碳化硼是一種重要的非金屬材料，超常的硬度性能使其成為最理想的高溫耐磨材料，且碳化硼在高溫下表現(xiàn)出較高的熱穩(wěn)定性。碳化硼另外一個重要的性能就是具有較高的熱中子吸收能力，其中子俘獲截面高（600 barns），俘獲能譜寬，不產(chǎn)生放射性同位素，二次射線能量低，而且耐腐蝕、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，被廣泛地用于核工業(yè)。

顯微鏡下的碳化硼顆粒

碳化硼的良好特性使得碳化硼薄膜逐漸成為了在各個領(lǐng)域都有應(yīng)用潛力的材料。碳化硼薄膜作為一種高性能中子探測材料，可以在核反應(yīng)堆監(jiān)測、放射性示蹤劑監(jiān)測、中子束流能量測量等方面發(fā)揮重要作用。還可以在中子保護(hù)、中子測井和中子源開發(fā)等領(lǐng)域發(fā)揮獨(dú)特優(yōu)勢。因此，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用將為中子探測技術(shù)的發(fā)展開辟新的道路。

來源：

涂溶等：碳化硼薄膜制備技術(shù)研究進(jìn)展

科技日報、人民網(wǎng)

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）

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