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高純鍺探測器、控制電路及核素識別方法
1. 痛點問題
基于高純鍺單晶的高純鍺探測器是目前世界上性能最優秀的伽馬能譜探測器，是伽馬射線探測領域絕對的“金標”，具有能量分辨率好、探測效率高等獨特優勢，在國土安全、核電核能、環境保護、基礎研究等領域具有廣泛的應用。但該探測器制備工藝復雜，國內一直沒有形成產品，整個市場一直由國外幾家企業壟斷。國內也有幾家企業銷售高純鍺譜儀系統，但都是采購國外的探測器，然后配譜儀、制冷系統，在目前日趨緊張的國際關系下，美國已向我國許多單位禁售相關產品，形成嚴重的“卡脖子”現象。另外，高純鍺探測器在暗物質探測、無中微子雙貝塔衰變等基礎研究需求量大，且要求特殊，如全部從國外定制，費用高、周期長、無法避免長途運行帶來的宇生本底，不利于我國開展“以我為主”、同時“帶動相關技術發展”的基礎研究的國家政略。
2. 解決方案
高純鍺探測器制備的核心技術包括：探測器的理論設計、探測器電極的制備、低溫/低噪聲前端電子學的設計、高靜態真空的保持、探測器的制冷及控制等高精技術的組合。
圖1 加工過程中的同軸高純鍺探測器
圖2 基于小型液氮罐制冷的高純鍺探測器系統器
高純鍺探測器在國土安全、核電核能、環境保護、基礎研究等領域都有廣泛的應用，目標用戶包括核電站堆芯檢測、核電站環境實驗室、核廢料處理企業、核藥生產企業、環境監測站、邊防口岸、防化兵種、科研院所等等。
根據Markets and Markets研究報告，2022年國際上相關產業的市場約為18億，按7.1%的復合增長率，到2027年約為25.4億。目前北美市場份額約為34%，而我國只有不到15%，缺口大，按照存量市場計算，五年后我國的市場能達到4.88億。
本項目擬通過技術許可進行轉化。
國際上對標的企業從上個世紀七、八十就開始了高純鍺探測器、制冷等相關產品的研發和銷售，產品齊全，技術力量雄厚，市場占有率大。但他們對國內某些行業一直禁售，且對核心技術非常保密，一些產品只能返回到在國外的工廠維護，成本極高且費時，對我國的廣大用戶造成了很大不便。
國內尚沒有其它單位掌握探測器制備的核心技術，一般采購國外的探測器，集成外圍的制冷、譜儀，技術門檻低，沒有核心競爭力。
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