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随着核技术的广泛应用,核辐射探测器所面临的应用环境也变得越来越苛刻。辐射防护及辐射环境的安全可控也变得越来越重要。传统的半导体材料如硅（Si）、锗（Ge）、砷化镓（GaAs）、碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等制成的半导体核辐射探测器,已经难以满足核裂变、核聚变、加速器、外太空等高温、高辐射环境下安全服役的要求,必须寻找新的材料制作新一代核辐射探测器。金刚石具有优异的光、电、热、机械及抗辐照性能,己成为制作新一代辐射探测器的首选材料。探测器级金刚石膜的制备、金刚石探测器的研制、各种辐射环境中金刚石膜探测器的应用,已经成为国内外辐射探测技术领域比较热门的课题。由于辐射探测技术往往与国防建设等有着直接密切的关系,目前人工合成高品质的金刚石及金刚石探测器核心技术,主要掌握在奥地利、美国的少数几家公司手中,我国使用的一些高品质金刚石探测器依赖于进口。研制用于强辐射环境下的高品质金刚石探测器,掌握自主知识产权,有利于实现核心部件的国产化。本文简要阐述了核辐射的概念、四种常见核辐射的探测原理、三类辐射探测器及探测器主要的性能指标、金刚石探测器的三个优势特点。重点介绍了国内外金刚石探测器相关的研究进展,通过分析金刚石探测器对带电粒子、中子探测的工作原理、金刚石探测器的性能指标、制作方法等,归纳总结出了金刚石探测器的制备所面临的难点和解决办法。最为突出的困难是:人造金刚石膜是有缺陷的晶体材料,材料品质难以达到探测器理想性能的要求。解决办法一是优化制备工艺过程参数提高金刚石膜的纯度并减少晶界缺陷,满足探测器的要求。二是设计制备多样化的金刚石探测器电极结构,满足不同环境安全服役的需求。本文采用优化了的电子辅助化学气相沉积装置（Electron Assisted Chemical Vapor Deposition,EACVD）制备了探测器级金刚石膜。依据各种服役环境的需求,研制了X射线、中子、磁脉冲等三种金刚石膜探测器。并分别在Z箍缩X射线、核聚变中子辐射、大脉冲电流强磁场辐射环境下,进行了一系列探测、实验评价。本文采用蒸发率明显低于钨、热电子发射率要比钨高近1个数量级的钽热丝替代原EACVD装置中的钨热丝,并将钽热丝阵列丝间距优化减至4mm、热丝均匀等离子体面积优化增至60mm×60mm;将原EACVD装置中的沉积台冷却水道优化为环状细流道,以提高金刚石膜沉积台温度均匀性;将原EACVD装置中的直流放电模式优化为脉冲放电模式,抑制电弧放电以减少热丝溅射形成的膜杂质,并制备出了晶粒尺度达百微米级的高纯度金刚石膜。针对Z箍缩装置X射线探测的特点,本文将叉指宽度为25μm、相邻叉指间距为25μm的叉指电极,印在60mm×60mm×500μm的晶粒尺度百微米级高纯金刚石膜上,制成X射线探测器,并在Z箍缩强X射线装置上进行了实验测量,验证了该金刚石探测器具有良好的鲁棒性,可应用于高能量脉冲X射线探测。本文采用4.5mm×4.5mm×500μm的单晶金刚石膜和由一个平板金电极与一个轨道形金电极形成的三明治结构,研制出了用于氘氚聚变中子探测的金刚石中子探测器。电场分布数值模拟结果表明该结构电极附近电场明显增强,单位面积的电极收集的电流强度也增强了2倍;在30kV/cm的电场下,实测的探测器暗电流小于0.1nA;该探测器测量的D-T聚变中子源通量约为7.5×105/（s.cm2）,并测到了中子能谱12C（n,α）9Be反应的中心为8.28MeV的特征峰,其能量分辨率优于1.69%;同时还检测到了一个中心能量为6.52MeV的12C（n,n’）3α反应特征峰,其能量分辨率大于7.67%。本文采用优化后的EACVD装置制备了厚度为20μm的多晶金刚石膜作为基体和绝缘材料;利用金刚石膜正反表面上刻印内径、宽度和厚度分别为0.8 mm、50μm和1μm的金环组成两个对称的差分回路研制出了差分磁探针。脉冲磁场的实际测量结果表明,该差分磁探针信号匹配符号反转、显示了良好的共模抑制比、具有ns级时间分辨率和mm级空间分辨率。