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Fabrication of a single-crystal diamond neutron detector and its application in 14.1 MeV neutron detection in deuterium-tritium fusion experiments

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Plasma Science and Technology 2023年第7期25卷 14-18页

作者：许平余羿周海洋 School of Physics Xihua UniversityChengdu 610039People’s Republic of China Sino-French Institute of Nuclear Engineering and Technology Sun Yat-sen UniversityZhuhai 519082People’s Republic of China Department of Plasma Physics and Fusion Engineering University of Science and Technology of ChinaHefei 230026People’s Republic of China

A single-crystal diamond detector is fabricated to diagnose 14.1 MeV deuterium-tritium(D-T)fusion *** size of its diamond film is 4.5 mm×4.5 mm×500μ*** film is sandwiched by a flat,strip-patterned gold *** dark current of this detector is experimentally measured to be lower than 0.1 nA under an electric field of 30 kV cm^(-1).This diamond detector is used to measure D-T fusion neutrons with a flux of about 7.5×10^(5) s^(-1)cm^(-2).The pronounced peak with a central energy of 8.28 MeV characterizing the^(12)C(n,α)~9Be reaction in the neutron energy spectrum is experimentally diagnosed,and the energy resolution is better than 1.69%,which is the best result reported so far using a diamond detector.A clear peak with a central energy of 6.52 MeV characterizing the^(12)C(n,n')3αreaction is also identified with an energy resolution of better than 7.67%.

关键词： neutron diagnostic deuterium-tritium neutron single-crystal diamond neutron detector

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