新式中子半导体探测器可装入口袋

根据LiInP2Se6单晶的中子勘探器原型。 图源：阿贡国家实验室网站

科技日报记者 刘海英

美国研讨人员15日在《天然》杂志上宣布研讨报告称，他们运用一种富含锂的新式半导体资料，开宣布可装入口袋的小型中子半导体勘探器。这种勘探器高效且安稳，既可当作便携式设备用于现场查看，也能够用在超大型勘探设备上，有望成为新一代中子勘探器。

高效的中子勘探器在国家安全、医学、天文学等许多范畴都至关重要。现在广泛运用的中子勘探器主要有两种类型——气体勘探器和闪耀体勘探器。比较于这两种勘探器，中子半导体勘探器体积更小，在某些方面更具优势，因而成为一些科学家研讨的要点方针。但是，可用于中子勘探器的半导体资料并不好找，锂因具有超卓的中子吸收能力，被认为是一种抱负的候选资料。但锂遇水会碎裂，要使其成功用于中子勘探器，还需要处理如何将锂集成到半导体中并使其安稳的难题。

此次，美国西北大学和阿贡国家实验室的研讨人员发现了一种新的半导体资料LiInP2Se6——一种由锂、铟、磷、硒组合而成的化合物。该化合物具有十分杰出的热中子抓获截面、适宜的带隙和有用传输电荷的能带结构，能够直接检测热中子。其晶体结构很特别，锂坐落金属层内部，水无法抵达，因而能够制造出坚持锂安稳的作业设备。

研讨人员使用LiInP2Se6制成的中子勘探器，具有很高的灵敏度，能够快速从十分弱的放射源中检测出热中子。其能将中子信号和伽马射线等其他类型的核信号区别开来，还有助于避免误报。此外，因富含锂元素，只需少数LiInP2Se6就能够吸收很多中子，所以使用其制成的检测设备能够满足小。此次研讨团队制成的设备原型就很细巧，能够很容易地放入口袋中。

研讨人员指出，在各个范畴，小型中子勘探器都有很大使用空间。他们的研讨成果将会激起科学家对中子半导体勘探器的研讨爱好，从而使半导体勘探器替代3He正比计数器（现在使用较广的一种中子气体勘探器）成为可能。

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