国内首条20英寸新型光电倍增管生产线启动

来源:科技日报 发布时间:2016-11-27 17:19 分类:企业形象 浏览:2710 评论:0 点赞:1
“光电倍增管是高能物理实验的一个非常关键、非常基础的部件,没有它很多实验就没法做。”11月25日,在南京举行的20英寸微通道板型光电倍增管(MCP-PMT)的生产线启动仪式上,中科院高能所所长王贻芳院士动情地说。

“光电倍增管是高能物理实验的一个非常关键、非常基础的部件,没有它很多实验就没法做。”11月25日,在南京举行的20英寸微通道板型光电倍增管(MCP-PMT)的生产线启动仪式上,中科院高能所所长王贻芳院士动情地说。

在接下来的两年里,北方夜视技术股份有限公司将生产1.5万支具有自主知识产权的20英寸光电倍增管用于江门中微子实验,这也标志着江门中微子实验迈出了非常关键的一步。

光电倍增管是检测微弱光信号的光电元件,具有极高的灵敏度和超快的时间响应,就像猎手敏锐的双眼。中微子是组成物质世界的最基本的粒子之一,但我们却感觉不到它们的存在。“为了探测中微子,我们在江门地下700米深处建造一个直径35米的球形探测器,并要把球形探测器浸泡在一个直径约43米的圆柱形水池中。在球形探测器内部要灌装2万吨液体闪烁体,外部则布满20000支光电倍增管。”中科院高能物理所钱森副研究员说。江门中微子实验基地核反应堆释放出的中微子进入球形探测器,在线性烷基苯为主的液体闪烁体中,会留下痕迹,发出极其微弱的光。而球形探测器外部的光电倍增器就像“放大镜”,及时捕捉到微弱的光并转化为电信号放大输出,才能探测到幽灵般中微子的行踪。

在上世纪六七十年代,全世界还有数家光电倍增管生产企业,其中我国也有2—3家。但是自八十年代日本滨松公司为神冈中微子实验研发20英寸光电倍增管,大幅提高技术水准后,别的企业再也无法与其竞争。

我国在大亚湾中微子实验中所用的2000多只8英寸口径光电倍增管全部由美国合作者从滨松公司购买。因此光电倍增管被称作中微子实验中技术含量最高、最关键的部件,也是我国开展中微子实验的瓶颈。

记者在北方夜视南京分公司生产线上看到,20英寸光电倍增管像一个硕大的灯泡,钱森把它比做一个视力极好的“大眼睛”:正常人全黑环境下的感光下限约为20个光子,而光电倍增管则能分辨出一个光子。

据专家介绍,2008年大亚湾反应堆中微子实验工程建设期间,高能所启动了光电倍增管的预研,一方面是因为实验要求极高,当时国际上最好的光电探测器件性能也达不到要求,另一方面,希望实现该部件的国产化。

2011年,由高能所牵头,北方夜视技术股份有限公司、中科院西安光学精密机械研究所、中核控制系统股份有限公司和南京大学等组成产学研合作组。经过4年攻关,攻克了高量子效率的光阴极制备技术、高收集效率、低噪声、高增益微通道板、大尺寸低放射性本底的玻壳、以及真空光电子器件封装技术等多个技术难点,最终研制出量子效率、收集效率和单光电子峰谷比等关键技术指标达到国际先进水平的样管,并有潜力进一步改进,达到全面领先。

钱森告诉记者,通过江门中微子实验,我国科学家将奔着解决国际中微子研究中下一个热点和重大问题而去,即测量中微子质量顺序,也就是给中微子的质量排序。光电倍增管的成功国产为科研工作扫清了最后一道障碍。(张 晔)


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