隨著核技術(shù)的廣泛應(yīng)用,核輻射探測(cè)器所面臨的應(yīng)用環(huán)境也變得越來(lái)越苛刻。輻射防護(hù)及輻射環(huán)境的安全可控也變得越來(lái)越重要。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料如硅（Si）、鍺（Ge）、砷化鎵（GaAs）、碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等制成的半導(dǎo)體核輻射探測(cè)器,已經(jīng)難以滿足核裂變、核聚變、加速器、外太空等高溫、高輻射環(huán)境下安全服役的要求,必須尋找新的材料制作新一代核輻射探測(cè)器。金剛石具有優(yōu)異的光、電、熱、機(jī)械及抗輻照性能,己成為制作新一代輻射探測(cè)器的首選材料。探測(cè)器級(jí)金剛石膜的制備、金剛石探測(cè)器的研制、各種輻射環(huán)境中金剛石膜探測(cè)器的應(yīng)用,已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外輻射探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域比較熱門的課題。由于輻射探測(cè)技術(shù)往往與國(guó)防建設(shè)等有著直接密切的關(guān)系,目前人工合成高品質(zhì)的金剛石及金剛石探測(cè)器核心技術(shù),主要掌握在奧地利、美國(guó)的少數(shù)幾家公司手中,我國(guó)使用的一些高品質(zhì)金剛石探測(cè)器依賴于進(jìn)口。研制用于強(qiáng)輻射環(huán)境下的高品質(zhì)金剛石探測(cè)器,掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),有利于實(shí)現(xiàn)核心部件的國(guó)產(chǎn)化。本文簡(jiǎn)要闡述了核輻射的概念、四種常見(jiàn)核輻射的探測(cè)原理、三類輻射探測(cè)器及探測(cè)器主要的性能指標(biāo)、金剛石探測(cè)器的三個(gè)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。重點(diǎn)介紹了國(guó)內(nèi)外金剛石探測(cè)器相關(guān)的研究... 

【文章來(lái)源】：南華大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：174 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

電磁波頻譜

南華大學(xué)博士學(xué)位論文8不同入射帶電粒子，方程中只有z會(huì)不同。因此，入射粒子所帶電荷越多，能量損失率就越高。對(duì)于相同能量的入射粒子，α粒子能量的損失率比質(zhì)子大，但是比具有更高電荷態(tài)的離子校對(duì)于不同的吸收介質(zhì)，主要是隨NZ的乘積變化。NZ也就是吸收介質(zhì)的電子密度。所以高原子序數(shù)、高密度的物質(zhì)，就具有非常高的線性阻止本領(lǐng)或者能量損失率。圖1.3不同的入射帶電粒子在空氣中傳輸時(shí)的能量損失率[9]。圖1.3是多個(gè)不同的帶電粒子在空氣中傳輸時(shí)的能量損失率隨入射能量的變化。圖中顯示不同的帶電粒子在幾百個(gè)兆電子伏（在這個(gè)能量下入射粒子的速度都已經(jīng)接近光速）的時(shí)候能量損失率都收斂到一個(gè)恒定的極小值。因?yàn)樗麄兿嗨频哪芰繐p失率，這些相對(duì)論粒子有時(shí)候又被稱為“極小電離粒子”�？祀娮拥那闆r也類似，因?yàn)樗馁|(zhì)量非常低，在1MeV左右就已經(jīng)達(dá)到了相對(duì)論速度。貝特公式對(duì)于低能的入射帶電粒子不適用，因?yàn)榈湍苋肷淞Ｗ优c吸收介質(zhì)中的原子電荷交換變得重要起來(lái)。帶正電的入射粒子能夠從介質(zhì)原子獲得電子，從而有效降低它的電荷態(tài)，最終導(dǎo)致能量損失率降低。在傳輸路徑的最后，這個(gè)粒子能夠獲得足夠的電子從而變成一個(gè)中性原子。能量的損失率隨入射粒子傳輸距離變化的曲線被稱為布拉格曲線[11]，如圖1.4所示。

第1章緒論9圖1.4能量為幾個(gè)MeV的α粒子沿傳輸路徑的能量損失率，即布拉格曲線[11]。圖中示意的是幾個(gè)MeV的α粒子。在大部分路徑上，α粒子攜帶的是2個(gè)正電荷，相應(yīng)的能量損失率基本上是隨1/E增加，這個(gè)與方程1.2一致。在傳輸路徑的最后，α粒子會(huì)俘獲電子從而降低所攜帶的電荷量，所以能量損失率會(huì)下降。對(duì)于任何一個(gè)特定的入射粒子，它與介質(zhì)原子的微觀相互作用是隨機(jī)的，所以相應(yīng)的這個(gè)入射粒子的能量損失也是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程。因此，單能的入射粒子束流通過(guò)一定厚度的吸收介質(zhì)以后能譜就會(huì)有展寬。能量分布的展寬可以用來(lái)測(cè)量能量的離散度（stragglingeffect），這個(gè)離散度與沿著粒子束方向傳輸?shù)木嚯x有關(guān)。圖1.5單能的粒子束入射介質(zhì)之后在不同的空間位置對(duì)應(yīng)的能量分布。其中E是粒子能量，X是入射軌跡方向傳輸?shù)木嚯x[9]。圖1.5是初始為單能的粒子束入射介質(zhì)后在不同空間位置能量分布的示意圖。隨著入射深度越來(lái)越深，前幾個(gè)空間位置對(duì)應(yīng)的能散越來(lái)越大，偏度

【參考文獻(xiàn)】：
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