科学仪器社区12月活动分享MCPPMT的研发历程

　　——聚焦国家重大科研装备的创新与突破

　　分析测试百科网讯 2016年12月2日，首都科技条件平台科学仪器社区12月沙龙活动在“UCoffee悠咖啡”举办，沙龙由首都科技条件平台检测与认证领域中心（北京科学仪器装备协作服务中心）、慕尼黑展览（上海）有限公司主办，中国科学院研发实验服务基地协办。本次活动的主题是“国家重大科研装备核心部件的创新与突破”，邀请中国科学院高能物理研究所实验物理中心研究员刘术林对微通道板型大面积光电倍增管（MCP-PMT）研发历程进行分享，活动由北京科学仪器装备协作服务中心发展部主管工程师苏立清主持，来自科研院所、仪器生产单位等30余人参与了此次活动。

首都科技条件平台科学仪器社区12月沙龙活动现场

　　11月25日，由中科院高能所牵头成立的微通道板型大面积光电倍增管研制合作组（以下简称“合作组”）在北方夜视技术股份有限公司南京分公司召开了第26次合作组会。会上，合作组宣布国内首条年产7500支的20吋微通道板型光电倍增管（MCP-PMT）的生产线建成并运行。其核心工艺设备——阴极制备设备具有生产效率高、工艺控制稳定等特点，具有完全自主知识产权，属于世界首创。在未来2年内，北方夜视技术股份有限公司将为中科院战略性先导科技专项——江门中微子实验提供15000支该产品。

中科院高能物理研究所刘术林

　　在本次沙龙过程中，中科院高能物理研究所刘术林与大家一起回顾了微通道板型大面积光电倍增管（MCP-PMT）研发历程。从项目研制背景、关键技术的各个击破、工程化研究中遇到的问题、批量生产的艰辛等方面对MCP-PMT的研发历程进行了分享。

　　大尺寸光电倍增管是大型中微子实验所必不可少、无可替代的关键部件，但是其生产技术难度大，工艺复杂，集真空电子器件之大难于一体，为日本、欧洲少数厂家垄断。大亚湾中微子实验二期实验（现更名“江门中微子实验”，以下简称JUNO）为了满足物理目标的要求，需要满足技术指标的光电倍增管2万只，国内没有现成产品，国外一家公司（日本滨松公司）在现有产品中进行技术提升，应该很快能够研制出需要的产品，但价格、技术指标合格的全部覆盖、来源的稳定性等等存在巨大风险。因此,高能所决定启动新型光电倍增管的预研并希望实现国产化。

　　2011年，由中科院高能物理所、中科院西安光机所、北方夜视技术股份有限公司、中核控制系统股份有限公司和南京大学组成合作组，建立了组织机构，克服重重困难，先后进行26次合作组会议，数以百次的网络会议，十几次的技术探讨，近十次的联合攻关。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。

　　刘术林回顾了研制过程中历经的重重困难，并介绍了进行的多项关键技术攻关，比如在中核公司的简易非转移设备上，制作出能测出信号的8英寸MCP-PMT样管，在高能所建立简易的测试设备；比如在北方夜视的非转移设备上解决MCP受Cs源污染问题、MCP除气工艺检测、拿出可以测出单光电子峰的8英寸MCP-PMT样管。还有高量子效率、低噪音双碱阴极，低放射性本底玻壳、过渡节以及各个封接工艺，高收集效率的研究，综合测试以及批量测试遇到的诸多问题，等等。

　　20英寸MCP-PMT在短时间内研制成功并能走到今天准备批量生产的准备阶段，是国内产学研有机结合的成功典范。对于获得的收获，刘术林总结到：“（1）20英寸低放射性本底的玻壳以及通过低本底过渡节与可伐的封接、大尺寸可伐在真空中的铟封；（2）采用转移阴极技术，在一台设备上安装三个工位，由此制作的MCP-PMT，全世界我们第一；（3）采用优质MCP及其制造工艺，把PMT的单光子状态下峰谷比做到3-8，结合阴极的高量子效率，我们获得了较高的探测效率；（4）复杂的非标设备及其配套的设备，稳定的工艺和技术，是批量生产顺利与否的可靠保证，大家努力过，成功过，但是还得继续努力。”

　　沙龙现场，刘术林与到场嘉宾进行了热烈的讨论，对大家提出的问题进行了积极解答。

　　往期精彩回顾：

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　　2016年6月活动聚焦实验室管理和方法确认

　　2016年5月活动如何运用ISO17025更好地管理仪器

　　2016年3月活动揭秘科学仪器寿命周期可靠性工作及技术就绪度评价

　　2016年2月活动聚焦重大科学仪器设备开发专项申报

　　2016年1月活动双向看国产科学仪器的研发

　　2015年11月活动关注第三方实验室与国产仪器研发

　　2015年10月活动探讨氰根离子如何检测

　　2015年9月活动聚焦食品快速检测的需求和应用

　　2015年8月活动食品企业中的食品安全检测与实验室管理