据中国科学报10月17日报道，近日，中国科学院高能物理研究所东莞研究部散裂中子源（CSNS）探测器团队利用自主研制的磁控溅射大面积镀硼专用装置，成功制备出满足中子探测器需求的高性能大面积碳化硼薄膜样品——单片面积达1500毫米×500毫米，薄膜厚度1微米，全尺寸范围内厚度均匀性优于±1.32%。这是目前国际上用于中子探测的最大面积的碳化硼薄膜。

高性能大面积碳化硼薄膜样品

据悉，中国散裂中子源探测器团队与同济大学教授朱京涛于2016年合作，开始研制一台磁控溅射大面积镀硼专用装置， 2021年6月，该装置通过了重点实验室验收并投入使用。经过多年技术攻关和工艺试制，中国散裂中子源探测器团队攻克了溅射靶材制作、过渡层选择、基材表面处理等对镀膜质量影响大的关键技术，利用该装置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台中子谱仪上的陶瓷GEM（气体电子倍增器）中子探测器，实现了中子探测器关键技术和器件的国产化，为接下来研制更大面积的高性能新型中子探测器提供了强有力的技术支撑。

中子探测器是用于探测中子辐射的仪器，基于中子被吸收或与其他核粒子如硼10（10B，硼的稳定同位素）发生相互作用后，产生α粒子和Li核（氦离子），释放出特定的能量，从而实现中子的探测和计数。

中子俘获反应示意：n（中子） + ^10B → ^7Li + α（^4He）

而碳化硼薄膜具有出色的性能，具有良好的中子捕获能力和较低的散射性能，在中子捕获反应中发挥着关键作用，大的面积（尺寸）则更有利于实现中子探测的高性能和大面积覆盖。这种基于硼转换的中子探测器广泛应用于核领域、放射治疗、核安全、工业检测和材料研究等领域。

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