Для измерения двухмерного пространственного распределения источника нейтронов термоядерной плазмы в конструкции международного термоядерного реактора ИТЭР предусмотрена вертикальная нейтронная камера, которая находится в диверторной зоне установки в экстремальных условиях эксплуатации: поток нейтронов 105—1010 см-2∙ с-1, рабочая температура 100—150 °С, технологический прогрев до 250 °С, магнитное поле до 1,5 Тл, высокий вакуум. Данные условия не позволяют использовать традиционные методы спектрометрии быстрых нейтронов. Представлены анализ работы и обоснование применения алмазных детекторов в этих условиях, а также концепция и эскизная схема системы компактных алмазных спектрометров и мониторов нейтронного потока вертикальной нейтронной камеры. Показано, что алмазный детектор не имеет ограничений для применения в условиях вертикальной нейтронной камеры ИТЭР по всем критическим параметрам.
Представлен радиометр гамма-излучения на основе синтетического алмазного материала. В результате создан радиометр с высокой помехозащищенностью, реализованный в схеме с вынесенным предусилителем на длинной (до 200 м) коаксиальной линии. Конструкция радиометра включает спектрометрический алмазный детектор, предусилитель, усилитель-формирователь, спектрометрический АЦП и анализатор импульсов. Разработана математическая модель регистрации гамма-излучения алмазным детектором с учетом его размеров. Созданы коды для расчета отклика гамма-излучения алмазного детектора и восстановления исходного спектра гамма-излучения.
Проведено исследование влияния азотно‐вакансионных комплексов и дефектов структуры, таких как дефекты упаковки, дислокации, на дозиметрические характеристики термолюминесцентного чувствительного элемента на основе алмаза: линейность регистрируемого сигнала в зависимости от поглощенной дозы, чувствительность, хранение алмазным образцом накопленной дозы в зависимости от времени. Исследовались алмазные образцы типа IIа, созданные по технологиям HTHP и CVD. Проведены расчеты параметров термолюминесценции для различных образцов.
Выполнены радиационные испытания алмазного детектора на каскадном сильноточном ускорителе КГ–2,5. При наборе флюенса 21014 см-2 для 14 МэВ-нейтронов было обнаружено ухудшение работы детектора, вследствие эффекта «поляризации». Энергетическое разрешение ухудшилось в 2,3 раза. Скорость счета в пике (n, )-реакции уменьшилась на 7 %, а положение этого пика сдвинулось на 1 МэВ по отношению к позиции пика необлученного детектора. При этом работоспособность детектора как радиометра нейтронного потока сохранялась. Измерены спектры отклика облученного детектора при повышенных температурах.