中子探測(cè)器，是一種檢測(cè)中子輻射的儀器，采用中子吸收材料，利用中子與材料相互作用，來(lái)檢測(cè)是否存在中子以及中子能量強(qiáng)度。中子是不帶電荷的粒子，無(wú)法利用電離輻射探測(cè)器來(lái)檢測(cè)，中子探測(cè)器應(yīng)用重要性突出。
中子探測(cè)器可以廣泛應(yīng)用在物理學(xué)、天文學(xué)、核醫(yī)學(xué)、核工業(yè)、材料科學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、航空航天、國(guó)防軍工等領(lǐng)域。
在物理學(xué)領(lǐng)域，宇宙中85%左右的物質(zhì)以暗物質(zhì)形式存在，暗物質(zhì)研究可以為較多行業(yè)技術(shù)瓶頸突破提供新思路，2015年12月，我國(guó)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”號(hào)成功發(fā)射升空，中子探測(cè)器是暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星的科學(xué)載荷之一。在天文學(xué)領(lǐng)域，宇宙放射線持續(xù)轟擊月球表面，月球表面存在不穩(wěn)定中子狀態(tài)，月球探索過(guò)程中需要利用中子探測(cè)器。
在核工業(yè)領(lǐng)域，核反應(yīng)堆核裂變產(chǎn)生中子，中子探測(cè)器可以應(yīng)用在反應(yīng)堆核功率測(cè)量，堆芯中子注量率分布測(cè)量，以及核電站安全檢查等方面。在核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，中子可用于醫(yī)學(xué)成像方面，實(shí)現(xiàn)疾病診斷，可用于腫瘤細(xì)胞殺滅方面，實(shí)現(xiàn)癌癥治療，中子探測(cè)器可以對(duì)中子輻射劑量進(jìn)行控制。
2023年，全球中子探測(cè)器市場(chǎng)規(guī)模約為1.5億美元；預(yù)計(jì)2023-2029年，全球中子探測(cè)器市場(chǎng)將繼續(xù)以8.2%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)；預(yù)計(jì)發(fā)展到2029年，全球中子探測(cè)器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2.4億美元。
中子探測(cè)器采用的中子吸收材料包括氣體、液體、固體等類型，例如閃爍晶體、光電倍增管、氦-3（3He）等，這些材料性能不同，應(yīng)用場(chǎng)景存在差異，常見(jiàn)的是氦-3氣體。近年來(lái)，氦-3中子探測(cè)器發(fā)展受到原料供應(yīng)不穩(wěn)定、成本提高等因素限制，新型中子探測(cè)器開(kāi)發(fā)速度加快，例如基于陶瓷GEM膜的中子探測(cè)器問(wèn)世。
碳化硼薄膜是陶瓷GEM中子探測(cè)器的關(guān)鍵材料。2023年10月，中國(guó)散裂中子源（CSNS）探測(cè)器團(tuán)隊(duì)成功制備出高性能大面積碳化硼薄膜樣品，單片面積達(dá)到1500mm×500mm，薄膜厚度1微米，可用于陶瓷GEM中子探測(cè)器制造中，是目前國(guó)際上用于中子探測(cè)的最大面積的碳化硼薄膜。
在全球市場(chǎng)中，中子探測(cè)器生產(chǎn)商主要有法國(guó)Photonis、英國(guó)Kromek Group、芬蘭Mirion Technologies、美國(guó)Thermo-Fisher、美國(guó)LND、美國(guó)Canberra Industries、美國(guó)Amptek等。