玻璃基中子剂量检测材料研究进展

郑睿鹏1，李世欣1，聂思悦2，龚柯钱2（1. 生态环境部核与辐射安全中心；2. 清华大学核能与新能源技术研究院）

摘要：随着先进核能系统、医疗中子治疗及核安保需求的不断提升，对中子剂量检测材料的灵敏度、稳定性和工程可加工性提出了更高要求。玻璃基剂量检测材料因成分可设计性高、化学稳定性好、辐照耐受性强且易于制备成块体、薄片或光纤等形态，在复杂中子场中的剂量测定领域展现出独特优势。本文系统梳理了中子与物质的相互作用机制及核裂变、核反冲、核活化与核反应等典型探测方法，总结了硼硅酸盐、锂硅酸盐、磷酸盐玻璃及稀土掺杂玻璃等多类材料在组成结构、缺陷中心形成机制、剂量响应特性及应用性能方面的研究进展。重点分析了10B与6Li俘获反应驱动的色心与载流子陷阱机制、Ce3+/Tb3+等稀土离子在闪烁过程中的能量转换路径，以及不同玻璃网络结构对辐照稳定性和剂量灵敏度的影响。在此基础上，进一步讨论了玻璃基中子剂量材料在高灵敏测量、光纤化探测与宽能区响应等方向的潜在优势及未来发展趋势，有望为下一代高性能中子剂量检测材料的结构设计与工程化开发提供参考。

关键词：中子剂量检测； 玻璃基材料； 稀土掺杂； 辐照缺陷； 中子俘获反应； 网络结构