核辐射探测是指用各种核辐射探测器来得到核辐射信息的过程，在军用、民用和科研等领域具有广泛的应用。作为核辐射探测核心的核辐射探测器，主要分为气体探测器、闪烁体探测器和半导体探测器。相比于气体探测器，闪烁体探测器和半导体探测器都需要晶体作为核心材料，晶体质量的品质在很大程度上决定了探测器性能的上限。为了获得性能更好的探测器，人们对探测器用单晶材料的生长方法进行了大量的研究。本文综述了近几年核辐射探测单晶生长方法研究的最新进展，总结了目前主流的晶体生长方法，包括溶液法、熔体法、气相法等，并对不同晶体的主要生长方法进行了归纳。

碲锰镉(CdMnTe)作为性能优异的室温核辐射探测器材料, 可用于环境监测和工业无损检测领域。本文中采用Te溶剂Bridgman法生长In掺杂Cd0.9Mn0.1Te晶体, 制备成10 mm×10 mm×2 mm大小的室温单平面探测器, 研究了该探测器对241Am@59.5 keV γ射线源的能谱响应。通过表征红外透过率、电阻率以及探测器能谱响应等参数, 综合评定了探测器用CdMnTe晶体的质量、电学和探测器性能。结果表明, 晶片的红外透过率均在55%以上, 最好可达到60%。采用湿法钝化, 100 V偏压下的漏电流由钝化前的9.48 nA降为钝化后的7.90 nA, 钝化后的电阻率为2.832×1010 Ω·cm。在-400 V反向偏压下, CdMnTe探测器对241Am@59.5 keV γ射线源的能量分辨率在钝化前后分别为13.53%和12.51%, 钝化后的电子迁移率寿命积为1.049×10-3 cm2/V。研究了探测器的能量分辨率随电压的变化特性, 当偏压≤400 V时, 探测器的能量分辨率主要由载流子的收集效率决定, 而当偏压>400 V时, 能量分辨率由漏电流决定。本文研究结果表明, Te溶剂Bridgman法生长的CdMnTe晶体质量较好, 电阻率和电子迁移率寿命积满足探测器制备需求。

钙钛矿材料在太阳能电池和光电探测等领域的快速发展, 带动了其在核辐射探测领域的应用研究。钙钛矿晶体结构拥有多样化的结构容忍性, 如何设计组分并挖掘材料的相关特性具有很大的科学挑战。其次, 针对新型钙钛矿材料特性, 需要根据应用场景来优化半导体器件设计, 才能最大限度地发挥其辐射探测性能。鉴于此, 本文从熔体法晶体生长及半导体器件设计等角度, 探讨了不同维度钙钛矿结构的材料特性及辐射探测器件性能, 以期为该材料在核辐射探测领域的发展提供参考。

自从1895年伦琴发现X射线以来, 辐射探测技术快速发展, 被广泛应用于医疗影像、安检安防、工业无损检测、核安全监测、资源勘探、基础科学和空间科学等诸多领域。从探测材料和工作原理划分, 辐射探测器主要可分为气体探测器、闪烁体探测器和半导体探测器。本文从各类射线与半导体材料的相互作用以及半导体探测器工作原理和信号处理过程入手, 探讨了不同辐射类型、不同应用需求对半导体辐射探测器的性能要求以及探测器设计要点, 并按照元素族序的顺序对半导体材料在辐射探测领域的性能表现和研究进展进行了综述。

近年来, 以雪崩二极管和硅光电倍增管为代表的高探测效率、长波敏感的硅基光探测器件技术得到快速发展, 这使得具有红光-近红外发光特性的闪烁晶体材料逐渐受到关注。本文综述了红光-近红外发光金属卤化物闪烁晶体的发展历程, 重点介绍了基于Eu2+-Sm2+能量传递的新型红光-近红外发光卤化物晶体的发光机理、闪烁性能和实现高效红光-近红外闪烁发光的材料选择原则, 并从材料制备和探测器应用的角度分析了红光-近红外发光闪烁晶体发展所面临的问题。

碲锌镉(CdZnTe，CZT)晶体被认为是目前最有前途的室温半导体探测器材料之一，基于该晶体的探测器件具有能量分辨率高、体积小、便携等优点。而大面积CZT像素探测器的快速发展以及对高能、大剂量X射线探测的需求，对CZT材料的质量和尺寸提出了更高的要求。本文从CZT晶体的基本物性参数入手，探讨了大尺寸CZT晶体生长的影响因素，对两种主要的CZT生长方法——布里奇曼法和移动加热器法的研究进展进行了综述。

基于所研制的252Cf中子源频域测量系统, 针对核探测系统的死时间使核事件丢失这一问题, 利用自相关分析, 研究了一种核探测系统死时间测量与修正的方法。试验测量结果表明: 采用自相关图谱, 可以直接获得高速频谱测量系统的死时间为40 ns, 既方便又快捷, 且测量精度高, 达到了ns级, 优于国外文献报道的类似核**识别测量系统的死时间20 μs。