随着我国空间技术的发展,越来越多的飞行器发射进入宇宙空间,宇航员辐射安全保障、在轨设备可靠性的要求,使得空间辐射环境的探索变得至关重要,卫星搭载的空间环境辐射场探测器载荷也朝着小型化多功能方向发展。本文主要内容是研究碲锌镉(CdZnTe,CZT)探测器应用于空间辐射环境中高能粒子探测的可行性分析,基于大面积碲锌镉晶体,设计基于化合物半导体高吸收系数的高粒度量能器,模拟高能粒子在碲锌镉晶体中的吸收情况,最后制作并测试了 2×2小型CZT阵列探测器对Am241y射线的能量响应。文章由五部分组成,第一部分介绍探索空间辐射环境的重要意义及国内外碲锌镉晶体应用发展的状况。第二部分主要包括半导体探测器的基本原理,以及CZT探测器工作方式,使用Au作为CZT探测器电极,根据量能器结构要求,选择金属—半导体—金属(MSM)结构研制探测器。第三部分基于Geant4软件计算模拟三种常见的半导体探测器对伽马射线及质子的吸收效率,进一步模拟100nm金层电极对于Am241放射线吸收影响情况。利用空间质子辐射分布模型AP-8和CRRESPRO调研质子能量分布,模拟不同厚度组合的CZT-Tungsten取样式量能器对高能质子的吸收率,给出最佳组合方案。第四部分基于MSM结构探测器探头,设计了由四块CZT探测器组成的单层高粒度量能器,及其引脚插接的封装方式,为后续不同电子学的接口提供便利。通过探测器伏安特性曲线测试,计算所用CZT晶体的体电阻率大小。第五部分介绍能谱采集系统,能谱测试流程,及所用电子学性能参数,通过在真空环境与非真空环境下采集能谱,对比CZT探测器在两种环境下能谱采集的差别,进一步进行了单层高粒度量能器的能谱采集实验。从模拟结果分析,CZT探测器有着高的伽马射线和质子的吸收效率,选用钨金属作为吸收层,12.6厘米厚的量能器结构能有效吸收400MeV的高能质子,金层电极对于Am241α粒子的能量展宽为0.748%,γ为0.05%。从实验结果分析,CZT的Au电极欧姆接触良好,四个位置的CZT晶体能量分辨率达到了预计设计要求,对于Am241伽马成分的能量分辨率达到6.7%,分辨率上的差异是晶体生产批次导致。