中子是研究物质结构的理想探针。中子散射技术已在凝聚态物理、化学、生命科学、材料科学等多学科领域的研究中被广泛采用。高性能中子探测器是中子散射实验中的关键设备,对于热中子,一般利用核反应法进行探测。传统的中子散射谱仪绝大多数采用高气压~3He气体探测器,但近些年~3He气体出现供应危机,价格飙升,大面积使用基于~3He型的中子探测器成本难以承受。为了解决这一现状,科学家们开始寻找替代~3He的新型中子探测器。基于~6Li F/Zn S(Ag)的闪烁体中子探测器,对中子的探测效率高,位置分辨好,制作成本低廉等优点,在实际应用中使用的越来越广泛。本课题研制的管形~6Li F/Zn S(Ag)闪烁体中子探测器,主要由闪烁屏、波移光纤(WLSF)、光电读出器件、电子学及数据获取系统组成。双层卷曲闪烁屏和缠绕式波移光纤构成夹心结构,硅光电倍增管(Si PM)读出波移光纤两端的光信号,通过对比波移光纤两端光信号差,我们来计算得到实际中子入射位置。卷曲后的闪烁屏使中子入射路径增加,但闪烁光的出射路径不变,该结构下的双层闪烁屏,其平均热中子转换效率可以做到平板型闪烁体的两倍以上,几乎与常用的~3He管相当。缠绕式的光纤设计,大大减少探测器所需的光纤数量,同时探测器的位置分辨能力与光纤间距相比拟。Si PM作为光电读出器件,与传统光电倍增管相比,更是具有集成化程度高,增益高,量子效率高,成本低等显著优点。本项目通过对探测器关键器件性能研究、探测器室体制作工艺研究,试制出管形~6Li F/Zn S(Ag)闪烁体中子探测器样机。在中国?裂中子源(CSNS)的20号中子测量室内,对探测器样机进行了性能测试,测试结果表明探测器样机的热中子探测效率约为78%,位置分辨达到4mm。管形~6Li F/Zn S(Ag)闪烁体中子探测器具有髙探测效率和高位置分辨能力,该探测器同时还具有小死区、可快速拼接等优点。未来可以在中子谱仪上大面积推广使用,很好解决国内中子谱仪对国产中子探测器的迫切需求。