使用CVD钻石进行中子检测

CVD钻石在高能粒子物理学，融合实验和中子源中的应用是由Cividec仪器与元素六的长期发展合作伙伴关系加速的。

Erich Griesmayer教授于2009年建立了Cividec仪器GmbH。他打算利用电子级化学蒸气沉积（CVD）钻石的独特固有电子特性，以生产一系列适应性适应的辐射诊断系统，用于中子，带电的颗粒和X射线。欧洲杯猜球平台

具有1纳秒分辨率的粒子加速器的实时光束损耗监测系统，具有±1 nm精度的同步器束定位系统以及具有1 MHz采样速率的中子监测系统和20 KEV的能量分辨率是创新的示例。

Element Six在电子级钻石工程和生产方面的突破对Cividec的成功至关重要，共同努力确定关键的材料和设备参数，为我们的客户提供完美的量身定制的解决方案。

Cividec仪器GMBH首席执行官Erich Griesmayer教授

图片来源：元素六

目标应用

随着更高级的诊断工具的出现，基于钻石的中子探测器已成为许多工业，安全和研究应用程序的重要诊断工具。这些探测器具有巨大的功能。

融合反应堆的中子诊断

钻石是融合反应堆等融合反应器中氘 - 三位膜（DT）等离子体诊断的理想传感器材料。钻石探测器可以直接识别快速中子，并由于其辐射硬度和快速响应而将其与背景辐射分开。

温度稳定性

中子发电机经常使用高温，因此有效的中子诊断设备必须对这些情况有抵抗力。2020欧洲杯下注官网鉴于这些标准，钻石是理想的材料，因为它能够始终如一地操作500 k。

伽马射线拒绝

有效的中子诊断必须拒绝γ辐射背景，因为大量的伽马射线表征了中子环境。钻石是拒绝伽玛射线的最佳传感器材料，因为其原子数低和固有的伽马不敏感性。

D-D血浆：特殊情况

单晶钻石传感器的伽马不敏感性和强烈的光谱性能是必不可少的，尤其是对于D-D血浆诊断及其本质中的中子能量沉积。市场上很容易获得的高质量材料使传感器能够为这些用途设置最有利的设置。

可以定制钻石探测器以满足各种研究和商业应用的需求。它们是小的，温度不敏感的，耐辐射的，并且用于中子诊断技术的机械稳健平台。

大约六个CVD钻石

• 元素六元素在单晶CVD钻石中利用超过30年的创意领导力和实质性的专利组合，将电子级单晶范围引入了最终的高能粒子探测器半导体。
• 对于光学，热，声学，量子和传感应用，合成CVD钻石已设计。
• ELSC™系列具有出色的辐射硬度，快速响应时间，高温稳定性和100％的电荷收集效率。

对于当前正在构建的下一代融合能量反应器而言，血浆诊断和控制是巨大的技术挑战。Element Six很荣幸能成为最先进的高温中子检测器的解决方案提供商，这代表了这些融合实验的关键部分。

元素六的首席应用工程师Tim Mollart博士

为什么要单晶钻石？

固有性钻石加工的异常半导体质量使得固态探测器设备有效，可以在高辐射环境中长时间使用。

CVD钻石合成过程允许对散装和表面瑕疵进行管理，这导致了在探测器应用中无与伦比的性能的制造钻石晶体。

• 高迁移率和1微秒的电荷寿命可实现20个KEV分辨率的光谱应用和能量选择性检测器。
• 钻石探测器（例如仪器的准直仪）非常适合插入监测设备，因为它们的吸收横截面低和高动态范围。
• 与基于硅的设备相比，钻石溶液与温度无关，对可见光不敏感。
• 在极端速度> 10¹⁵颗欧洲杯猜球平台粒CM^–2应用，42 eV的实质原子位移能具有无与伦比的辐射耐受性和寿命。
• 在强烈的辐射条件下，钻石探测器具有高偏置电压，极低的泄漏电流和最少的功耗。

Element Six的ELSC™系列。图片来源：元素六
访问www.e6cvd.com了解更多信息

合作

Erich Griesmayer教授决定在2009年开始Cividec，两年后，六年级公开了他们的电子单晶（ELSC）级钻石由于他们在CERN的CVD钻石辐射探测器开发方面的长期和密切的合作。

主要关注大型强子对撞机（LHC）光束线诊断，构造中子检测器的工作开始于2010年CERN的中子飞行时间（N_TOF）设施中的测试。

从那时起，元素六给了cividec：

• 有关钻石材料解决方案的专家协助
• 针对目标应用和市场的新解决方案
• 开发和改善ELSC等级
• 访问早期原型设备

Cividec是高能粒子探测器社区的诊断仪器的著名提供商，一直是Element Six Six特殊钻石功能的理想合作伙伴。钻石固态溶液似乎已代替了至关重要的应用中硅的代替，因为每一代粒子加速器，融合实验和同步源光源达到越来越高的能量水平。

电子级钻石中子探测器在各种中子应用中变得重要。优秀的探测器特征，背景选择性，热鲁棒性和辐射硬度的结合使其非常适合恶劣的环境。

Christina Weiss博士，科学家，Cividec

图片来源：元素六

进一步阅读

1. 单晶CVD钻石的电荷载体性能高达473 k -B。kraus等。，Nima 989，164947，（2021）
2. 粒子与钻石探测器的相互作用-C。Weiss等。，IBIC2019-MOPP016（2019）
3. B7-HT高温快速中子钻石检测器-C。Weiss等。， 欧元。物理。J. A 52：269（2016）
4. 用瞬时电流技术测量的合成单晶钻石中的电荷载体特性-H。Pernegger等。，应用物理学杂志97，1，（2005）
5. 融合研究中的高级中子光谱学-G。

该信息已从元素第六提供的材料中采购，审查和调整。欧洲杯足球竞彩

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