通常情况下，中子探测器一般为计数型探测器，如果是类似于晶体的能量吸收型探测器，则采用ADC或者多道进行能谱分析。然后，对于不同时间、幅度特性的脉冲信号，可能两者的电荷积分谱是一致的，即使扣除本底，使用多道等ADC/QDC测试没有办法可以区分。同时，基本上各种对中子敏感的晶体，同时也对γ信号敏感，如何仅采用单块晶体实现n/γ甄别，也是热中子探测器研究的挑战。
而本研究方案，有别于常规的使用1-2ns时间分辨的光电倍增管耦合晶体测试性能的做法，计划采用时间分辨为50ps快速FPMT测试晶体的放射源信号。针对某些中子闪烁晶体在n/γ射线辐照下发光信号的百皮秒快慢区别，采用时间分辨为50ps的FPMT，直接探测其波形时间信息差异，通过其特有的快、慢成分的对比测试，结合晶体的能量沉积特性，实现同一块晶体n/γ直接分辨。
研究工作分为FPMT，中子敏感晶体，数据获取和软件算法，束流实验四部分开展。
①FPMT：具有50ps快时间分辨的FPMT，在国际上都售价昂贵（＞10万RMB），限制了探测器的设计开发和应用。而项目组最大的优势就是依托成立了10年之久的新型光电倍增管研制合作组（成功研发并产业化20吋大面积光电倍增管），参与研制并开发性能优异的FPMT，打破国际垄断，通过产业化实现成本可控。经过2年努力，截止2020年底，已经实现8X8阵列阳极读出样管多只，单通道极限时间分辨＜30ps的样管十余只，完全可以支撑各种中子敏感晶体的性能测试研究工作。
②中子敏感晶体：研究初期晶体样品采购不易，尤其是一款易潮解的CLYC晶体，尽管国内有单位能够生产，但实验测试样品需求较少量，都不愿意提供；从国外采购费事费时费力。在2020年12月参加第二届人工晶体材料青年学术会议并做邀请报告，实验室的工作得到诸多晶体生产和研发单位专家（宁波材料所，上海硅酸盐研究所，北京玻璃研究院等）的认可，主动联系，愿意联合研究开发多款新型晶体（近红外发光闪烁体；限域激子发光闪烁体；共晶闪烁体），并答应免费随时提供各种具有n/γ甄别的晶体，并送研究生到高能所联合培养，加快研究进展。
③基于波形采样数据获取系统：开发第三方软件算法，可以便携式在各种场所进行快速数据获取，实时在线显示中子晶体n/γ的PSD结果。可以时间32路数据的同时同步采集，为后续开展基于快时间分辨热中子成像探测器研究奠定基础。
④束流实验：2020年多次携带实验室样品和数据获取设备，在放射源库、高能所实验束（10号厅）、散裂中子源（热中子束线，白光中子束线）等完成束流实验，获取了充分的数据，实现了探测器的n/γ甄别，并且尝试多阳极光电倍增管（进口8X8阳极读出）耦合晶体阵列进行位置成像实验，验证了开发的电子学转接板的稳定性和可靠性，验证了实现中子和gamma 的联合成像的可行性，为研制出具有位置信息，时间信息的高灵敏度中子探测器，积累关键核心技术。