科学家开发出口袋型中子探测器原型

无论是要从可疑包裹或车辆中检测辐射以防范核燃料走私,还是用来测量核反应堆功率,都需要高效的热中子探测器,然而现有中子探测器体积庞大,机动性突击检查不易。最近,美国阿贡国家实验室与西北大学科学家合作,研发出第一款口袋型半导体中子探测器,体积大幅减小的同时检测热中子效率依然维持高水平。

购彩推荐软件
购彩推荐软件

中子探测器在国安、天文学、等离子体物理学、材料科学、晶体学(crystallography)等领域都相当重要,目前主流中子探测器有两种,一种是基于氦气的热中子探测器,通常装有氦-3计数管,它吸收中子后会分解为2个氢离子,但有两大缺点:相对笨重,以及氦-3是稀有同位素,价格越来越昂贵。
另一种则是基于锂或硼的闪光探测器,属于间接转换探测器,当重元素(例如铀和钸)衰变时会从原子核弹出中子,这种中子探测器便收集由核反应产生的闪烁光,但主要缺点依然是体积庞大。

购彩平台软件
购彩平台软件

如果能将中子探测器集成至半导体上,不只体积大幅缩小,中子探测率还能提升。锂具有出色的中子吸收能力,是中子探测设备最有希望的材料,但要将锂集成到半导体并使其稳定(锂在遇水时会碎裂)就是另一挑战了,目前已知能用于中子检测的半导体材料很难制造而且更昂贵。
现在美国阿贡国家实验室与美国西北大学科学家合作,开发出基于LiInP2Se6这种新材料的新型半导体中子探测器。相比于其他类型的材料,这种半导体中子探测器的优势在于它能够将中子直接转换为可检测的电荷,并将这些电荷收集在同一半导体介质中。

购彩软件app
购彩软件app

根据研究人员说法,这种探测器可用于ILL或SPS等设施上制造更紧凑的中子光谱仪,也能用于国安检测的便携式设备;此外,该探测器还可以抓出几乎被忽略的伽马射线,代表能避免混淆伽马射线与中子而产生误报。

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注