岳秀萍 黄河* 唐彬 朱志甫 万志勇

（1.核技术应用教育部工程研究中心（东华理工大学）江西省南昌市 330013）

（2.散裂中子源科学中心 广东省东莞市 523803）

1 引言

中子散射技术作为研究物质结构和动力学特性的理想探针，已被广泛应用于凝聚态物理、化学、生命科学、材料科学等领域[1,2]。中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source，CSNS) 于2018年11月顺利打靶并出束[3]。在CSNS 谱仪建设计划中，预计在2022年12月将安装能量分辨成像谱仪。本文所研制的探测器将应用于能量分辨成像谱仪。

3He 管因探测效率高、性能稳定等特点被广泛地应用于各类中子谱仪中，但目前，由于3He 气体短缺导致其价格昂贵，急需要采用其他类型的中子探测器来代替3He 管[4,5]。闪烁体中子探测器由于探测效率高、时间分辨能力强、n/γ 甄别能力良好、易于大面积制作且价格便宜等独特的优点开始逐渐取代3He 管应用于很多中子仪器中，例如ISIS 的IMAT、J-PARC 的TAKUMI、SNS 的POWGEN 和CSNS 的ERNI[6-8]。

目前许多用于中子谱仪的闪烁体探测器都采用多阳极光电倍增管将光信号转换成电信号然后传输到后续的分立电子系统中[9,10]。中国散裂中子源GPPD 谱仪的主探测器采用的自主研发的大面积闪烁体探测器阵列，其位置分辨率达到了4 mm×4 mm，热中子探测效率高于45%[11]。各项指标均满足谱仪的要求，但从样品的衍射环来看，探测效率的均匀性较差。多阳极光电倍增管虽然性能稳定，增益高，但存在探测效率均匀性差、工作电压高、体积大、抗磁场干扰能力差等问题。近年来，硅光电倍增管（SiPM）由于单光子分辨率高、易集成和低工作电压等特点，引起了越来越多的关注[12]。……