洛斯阿拉莫斯实验室开发新型中子传感器
摘要
洛斯阿拉莫斯国家实验室研发了集成复合光学中子传感器（ICONS），采用锂-6玻璃闪烁体颗粒和有机基质复合材料，解决了氦-3短缺问题。该传感器能在强伽马辐射下精确测量中子，实现宽线性测量范围，在核安保、能源研究等领域有重要应用价值。国防威胁降低局也在开发类似技术，用于军用辐射探测。
洛斯阿拉莫斯国家实验室宣布开发出一种新型中子传感器，可在包括强伽马辐射环境在内的各种条件下工作。
该技术被称为集成复合光学中子传感器（ICONS）。
洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家、ICONS团队负责人Markus Hehlen表示：“准确测量中子对于多种应用至关重要，包括能源研究、国家安保、科学实验、医学和核保障。但获得准确的中子测量结果出人意料地困难。”
氦-3气体填充的中子比例探测器被广泛使用，但近几十年来该气体的短缺使其昂贵且难以获取。许多新开发的传感器（如ICONS）都专注于基于锂-6的设计以避免这一问题。
Hehlen表示，ICONS采用了一种在中子探测器设计中新颖的闪烁复合体，由分散在有机基质中的锂-6玻璃闪烁体颗粒组成，已被证明达到甚至超越了传统的氦-3基探测器。
Hehlen告诉《核新闻》：“ICONS的复合闪烁体架构通过简单的脉冲积分方法实现了出色的中子/伽马甄别，从而显著降低了其他锂-6基块状闪烁体技术必须使用的脉冲形状甄别方法的复杂性。”
通过使用双路读出光电倍增管来检测闪烁光，ICONS实现了宽线性测量范围。据洛斯阿拉莫斯国家实验室称，它可以从单个本底中子到极强的中子通量进行检测，而不会失去准确性。
2025年发表在《通信物理》上的一篇文章指出：“当前锂-6玻璃颗粒检测系统的紧凑性和模块化是基本特征。它们对于核安保和应急应用特别有价值，在这些应用中便携性至关重要。”
更复杂的核时代：类似的研发工作正在国防威胁降低局的研发部门进行，该部门负责实现对美国攻击的威慑能力。为了满足野外使用手持式辐射探测器的需求，国防威胁降低局研究辐射探测材料，并探索了基于闪烁体的设计。该机构开发了具有伽马射线和中子甄别能力的先进无机闪烁晶体，可能取代服役人员背包中的两个独立设备。