近日，原子能院核技術綜合研究所成功研制出我國首個高效氮化硼中子探測器，相關指標達到國際先進水平，提升了我國在新一代探測材料和新型探測器領域的創(chuàng)新研發(fā)能力。該探測器體積小、重量輕，中子探測效率高，泄漏電流小且功耗更低，具備極低的背景噪聲，可應用于高溫、高輻射等惡劣環(huán)境，對于推動我國新型探測器材料和先進半導體中子探測器的研究應用具有重要意義。

高效氮化硼中子探測器

高效氮化硼中子探測器采用了新一代超寬禁帶半導體材料——六方氮化硼晶體，當天然硼源生長出的六方氮化硼厚度達到1毫米時，對熱中子的俘獲率可達約100%。據(jù)此，項目團隊突破了大尺寸、大厚度、高質(zhì)量六方氮化硼單晶生長的關鍵技術，解決了探測器設計仿真、工藝制備等難題，最終研制出高效氮化硼中子探測器。

與此同時，項目團隊在國內(nèi)首次開展了氮化硼晶體材料生長、缺陷機理及影響、中子探測等研究，取得了關于氮化硼晶體材料特性的基礎數(shù)據(jù)。團隊還針對氮化硼探測器開展了專用集成電路研究，改進了電荷靈敏前置放大器(CSA)噪聲定量解析模型，有效解決了傳統(tǒng)專用集成電路設計中存在的問題，克服了芯片研制過程中弱信號處理的難題。測試結果顯示，所研制的芯片噪聲水平處于國內(nèi)領先水平。

氮化硼探測器專用集成電路(ASIC)芯片

項目得到了原子能院長期基礎研究專項和國家自然科學基金的經(jīng)費支持。未來，項目團隊將針對高質(zhì)量晶體材料生長、高性能探測器開發(fā)等開展進一步研究，大力開展氮化硼探測器產(chǎn)品化研制，推動高效氮化硼中子探測器在反應堆中子監(jiān)測、高能物理實驗中子探測、中子劑量監(jiān)測等領域的應用。